离心叶轮是中小型航空发动机中压气机的核心部件,将旋转机械能转化成气体的内能和压力能,是压气机对气体做功的唯一部件,其可靠性对整机的安全运行有重要的影响。离心叶轮工作环境复杂,受到旋转产生的惯性力、气动载荷和热载荷等作用。同时,气流分布不均匀、不稳定以及转子不平衡等都会使叶轮发生振动,会对离心叶轮施加不同方向、多频率组分、多模态阶次激励,可能造成离心叶轮发生高周疲劳破坏。因此,研究离心叶轮叶片高阶模态振动特性,复杂激励下的振动响应及危险模态的判别对离心叶轮的安全可靠运行有重要意义。本研究以某型离心叶轮及其长叶片为研究对象,围绕其高阶模态振动特性及危险模态判别开展了以下研究工作:1.从稳态应力、振动模态、高周疲劳、应变能密度的角度,对离心叶轮及叶片振动特性参数进行计算分析和评估。提出基于古德曼曲线的薄弱点评估方法,同时考虑结构静应力和振动应力对离心叶轮高周疲劳的影响。2.采用压电纤维复合材料（MFC,Marco Fiber Composite）激振器对离心叶轮长叶片进行模态测试,得到前二十阶的模态参数,并与有限元仿真结果进行对比。结果表明:试验结果与仿真结果吻合较好;与通过锤击法测量得到的频响特性比较,MFC正弦快速扫频信号欧更高的信噪比;对于小轻型结构,在试验过程中需要考虑MFC附加质量和刚度的影响。3.结合坎贝尔图,利用MFC激励系统对离心叶轮长叶片在多模态复杂激励下的振动响应进行测试。结果表明:多模态叠加激励下叶片模态阶次会相互影响,振动响应有增强抑或是减弱影响,与模态叠加的阶次相关;多模态驻频激励的响应幅值存在一定的线性叠加关系,权重系数与模态阶次相关。4.提出一种离心叶轮危险模态判别方法,主要是基于振动频率裕度、转速裕度、应变能密度、坎贝尔图、薄弱点等从该阶模态易于被激励和该阶模态若发生会造成严重后果两个方面来确定。并从模态应力分布和扩展有限元分析预测了裂纹扩展方向。