航空发动机是飞机的推进系统,为飞机提供飞行动力。叶盘是航空发动机的核心部件,也是航空发动机中受力最复杂部件之一。叶盘在正常工作时会受不稳定尾部气流或偶然因素(如燃烧室、导向器或冷却系统发生故障)的影响,使叶片产生振动或局部高温,导致叶片产生较大变形和应力。因此研究叶盘的可靠性并对叶盘进行可靠性优化显得尤为重要。(1)为了更精确的研究航空发动机叶片发生一阶共振时的可靠性,在考虑共因失效(由振动一种因素引起的叶片变形和应力失效)的基础上,提出了基于双重响应面法的航空发动机叶片振动可靠性分析方法。通过双重响应面方法,建立叶片最大变形和最大应力的响应面数学模型;以叶片最大变形和最大应力的响应面数学模型代替叶片振动有限元模型,在考虑转速、气动力、材料密度的基础上,利用联动抽样法对叶片进行可靠性分析。通过与Monte-Carlo法进行比较验证了双重响应面法在叶片发生一阶共振中的可行性与适用性。(2)为了更准确的研究航空发动机涡轮叶片在发生短时间局部高温时的可靠性,在考虑共因失效(由局部高温引起的叶片多种失效)的基础上,提出了基于多重响应面法的航空发动机叶片局部高温可靠性分析方法。通过多重响应面方法,建立叶片的整体变形、径向变形、应力、温度四重响应面模型;以叶片的整体变形、径向变形、应力、温度四重响应面模型代替叶片局部高温有限元模型,利用联动抽样方法完成可靠性分析。通过与Monte Carlo法进行比较验证了多重响应面法在叶片发生局部高温时的有效性。(3)为了更好的对航空发动机涡轮叶盘运行参数进行优化设计,在采用分解协调优化策略的基础上,对涡轮叶盘运行参数进行可靠性优化设计。通过响应面法,建立叶片和轮盘的变形响应面数学模型;以叶片和轮盘的变形响应面数学模型代替叶片和轮盘有限元模型,基于分解协调优化策略及可靠性优化设计方法,对叶盘运行参数(转速和工作温度)进行可靠性优化设计。通过与普通优化结果比较得出,验证了基于分解协调优化策略的可靠性优化在叶盘运行参数优化中的优越性。