压气机是航空发动机中的主要部件,叶片高速旋转,对流道内气体做功,将输入的机械能转化为气体内能,其是否具有良好的强度性能,是否能够在离心力、流场等作用下进行正常工作,对于整个压气机的稳定运行尤为重要。叶片加工方面,由于先进压气机叶片具有复杂的三维形貌,叶片加工过程中不可避免的会出现加工误差及形貌缺陷,使得叶片表面的形貌与原始设计之间产生偏差。压气机叶片形貌偏差会导致效率下降以及稳定裕度减少。因此在压气机设计阶段,如果能较真实的表征气动高敏感性区域的缺陷特征,准确评估几何不确定性对叶片气动特性的影响规律,对控制加工成本,指导改进加工工艺具有重要意义。本文以轴流压气机风扇叶片为研究对象,以网格变形技术为主要技术手段,基于强度优化需求,开发基于叶片积叠规律的叶片流道网格协同变形方法,并以叶片积叠规律为优化对象进行考虑气动性能的强度优化设计。为灵活表达缺陷特征,研究形貌缺陷对气动性能的影响,基于网格变形技术,建立了一种由法向加工误差导致的叶片形貌不确定性表征方法。对原始叶型和罩量优化叶型分别通过网格变形技术引入由加工引起的表面形貌缺陷,构建形貌缺陷叶型数据库,统计叶片形貌缺陷对叶片气动特性的影响。最后基于气动性能对缺陷位置的敏感性分布,对叶片表面公差进行分块控制并建立加工成本模型控制公差调整范围和叶片整体公差水平,搭建气动鲁棒性优化流程,以叶片表面公差为优化对象,进行气动鲁棒性优化设计,并结合气动机理对优化结果的合理性进行分析,证明了此方法可以用于基于公差的气动鲁棒性优化设计。