国产大型客机C919于2017年5月份完美首飞，但距离交付市场还有很长的路要走，需要完成多种科目的试飞验证与评估，需要进行航空发动机零部件可靠性寿命预测和安全性风险评估研究，以满足最新国际适航标准要求。国产大型客机发动机验证机CJ-1000AX首台整机完成装配调试，并点火成功，为开展此方面研究提供了有力支撑。本论文以航空发动机零部件为研究对象，以提高其可靠性与安全性为目的，提出多种发动机零部件寿命预测和风险评估的方法和模型。本论文主要研究内容如下：
　　(1)开展了基于数据处理和可靠性预计的航空发动机零部件MTBUR(平均非计划拆换时间)寿命预测研究。首先，基于数据处理方法对发动机零部件MTBUR寿命进行预测。在收集与MTBUR相关的发动机零部件故障名称、总飞行小时、总装机数和非计划拆换次数等指标数据过程中，常会出现异常数据。特别对缺失数据和污染数据等异常数据进行可靠性数据处理，将异常数据处理为正常数据，确定发动机零部件MTBUR寿命。其次，基于可靠性预计方法对发动机零部件MTBUR寿命进行预测。利用可靠性预计理论建立了发动机零部件MTBUR寿命预测模型，对提升阀进行MTBUR寿命预测并提出了改进措施。
　　(2)提出了基于Bayes的航空发动机齿轮箱疲劳寿命预测方法。根据齿轮箱输入和输出功率设计值计算齿轮所受载荷，使用有限元分析法计算得到齿轮所受应力，通过齿轮材料S?N曲线预测齿轮疲劳寿命。根据Bayes统计理论方法，利用齿轮疲劳寿命的先验信息(如专家经验，相似齿轮寿命数据等)，对服从指数分布的齿轮疲劳寿命进行分析预测，使单个齿轮疲劳寿命预测值更接近真实值。然后建立齿轮箱系统寿命预测模型和预测流程，计算齿轮箱系统疲劳寿命，并与齿轮箱系统设计寿命比较。若未达到寿命设计要求，找到齿轮箱薄弱环节，提出改进措施，优化系统设计。通过举例证明此模型方法的有效性与可行性。
　　(3)开展了基于FMEA(故障模式及影响分析)和改进熵权TOPSIS(逼近理想解排序法)的航空发动机寿命限制件(简称限寿件)确定与模糊风险评估研究。根据航空发动机限寿件定义，通过FMEA方法判定航空发动机构件是否为限寿件。以故障模式的严重度、发生频度和被检测难易度等3个参数为主要风险指标，建立三角模糊数决策矩阵，并进行规范化处理；在限寿件故障数据为小子样的情况下，运用熵权法，根据相关专家和工程人员的决策信息计算风险指标的熵权，并作为加权向量对规范决策矩阵进行修正；利用逼近理想解排序法计算评估。应用实例分析与计算，用FMEA方法确定CFM56-5B发动机限寿件，用正、负理想解，欧氏距离和相对接近度等数据对五种故障模式进行评估。改进熵权TOPSIS方法可以实现评估对象的精确排序，比危害性矩阵作图法分析效率更高，能够为FMEA方法中预防措施的制定提供可靠依据。
　　(4)建立了以剩余强度、裂纹扩展和损伤检测为核心内容的概率损伤容限寿命预测与风险评估体系。根据概率损伤容限理论，分析了随机性对剩余强度的影响，确定了断裂韧度、应力极值、剩余强度许用值、初始裂纹尺寸、临界裂纹尺寸和裂纹察觉等重要参数的概率密度与分布函数。通过对裂纹扩展速率的分析，确定了裂纹扩展寿命概率密度函数。利用蒙特卡罗抽样法确定了一定使用时间(扩展寿命)下的发动机零部件失效概率，以开展失效风险评估。确定了目视检测和无损检测等常用检测方法的裂纹察觉概率分布及参数取值。
　　(5)开发了可靠性安全性基础数据库和航空发动机限寿件风险评估软件。结合两个具体软件项目，主要从运行环境，系统和各模块功能设计，以及数据描述等方面开展分析研究。建立了缺失数据补全和异常数据剔除与校正等可靠性数据处理方法，根据裂纹扩展模型、应力梯度区域划分和蒙特卡罗法等理论建立了概率损伤容限风险评估模型。