在航空发动机螺栓连接结构及整机有限元分析中,螺栓连接结构的模型质量对整个结构的模型质量有着重要影响。在传统有限元建模分析中,大多采用精细有限元模型,这种模型较为完整地保留了结构的几何特征,但要用较小的单元尺寸进行网格划分,导致模型单元数目庞大,接触面及预紧力又使分析过程存在非线性,增加了运算量和计算难度。为此,研究了一种基于各向同性材料的薄层单元法,并提出改进的方法,应用于航空发动机螺栓连接结构建模仿真中。旨在为航空发动机螺栓连接结构的建模仿真提供一种思路,提高发动机整机仿真效率。论文的主要内容如下:首先,研究薄层单元建模仿真方法,薄层单元采用各向同性材料。通过推导各向同性材料薄层单元的建模原理,计算出航空发动机螺栓连接结构刚度数学表达式,从理论上验证了薄层单元法的可行性,确定了薄层单元材料参数,并以精细有限元建模仿真方法作为标准,通过建模仿真过程、仿真分析结果和计算时间的对比来验证薄层单元法在建模仿真中的可行性。其次,针对薄层单元法在模拟螺栓连接结构连接面应力分布上的不足,通过应力分析研究螺栓连接面轴向应力的变化规律,提出改进的薄层单元建模仿真方法,确定其材料参数,并通过仿真分析验证了改进的薄层单元建模仿真方法的正确性。最后,将三种建模仿真方法应用到实际结构中,以精细有限元模型结果作为标准值,通过静力学分析、模态分析和热-结构耦合分析较为全面地验证了在实际结构应用分析中薄层单元建模仿真方法的可行性和改进的薄层单元建模仿真方法的正确性。研究表明:薄层单元法建模仿真过程简单,计算速度快,可以模拟航空发动机螺栓连接结构,在整体结构变形分布梯度显示方面有着明显的优势,且改进的薄层单元法可以更好地模拟航空发动机螺栓连接结构,各种工况下分析结果误差最大可以减少6%。