涡轮盘是航空发动机上用于安装和固定叶片以传递功率的零部件,承受着高温、高压、高转速工作环境下的复杂载荷,其中不仅包括自身产生的离心力和热应力作用,还包括叶片在燃气推动下运转所产生的离心力、振动等载荷。国内对于航空发动机涡轮盘在运行过程中存在多故障、不确定性、强度退化等难点问题上,依旧需要大量的研究。因此,针对诸多不确定性因素、强度退化和疲劳损伤累积等问题,开展疲劳寿命预测和可靠性研究,建立适用于更多复杂装备寿命和可靠性的分析方法,对于减少航空发动机运行过程中破坏性故障的发生,具有重要的科学价值和研究意义。本文在航空发动机涡轮盘疲劳寿命预测与可靠性分析方法研究的基础上,对其中存在的若干难点问题进行了以下研究:(1)利用贝叶斯理论对高压涡轮盘疲劳寿命预测中的诸多不确定性因素进行量化分析。在利用疲劳寿命预测模型进行航空发动机涡轮盘的寿命预测中,伴随材料参数以及模型参数的引入,往往会增加多源不确定性,本文利用贝叶斯理论,结合试验数据、仿真数据和专家经验等信息,量化了寿命预测过程中存在的这些不确定因素。(2)基于强度退化的损伤累积模型的建立。本文探讨了7070-T7451铝合金、45号钢、16Mn钢材料强度退化规律和疲劳损伤累积模型,对比评估了三种模型的寿命预测结果,并在此基础提出了同时引入疲劳损伤参数A和疲劳损伤指数d的改进Corten-Dolan模型,最后根据已有试验数据验证了新提出模型的有效性。(3)基于模糊理论和层次贝叶斯理论的涡轮盘寿命周期内的应力信息融合。针对航空发动机高压涡轮盘寿命数据存在小子样的特征,基于层次贝叶斯理论量化各个阶段不确定性,利用模糊理论融合了试验应力信息和仿真所得应力信息,获得高压涡轮盘薄弱环节在最大转速下的应力分布。(4)基于结构特征量的涡轮盘可靠度计算。在对涡轮盘强度退化规律进行量化和对多种应力信息进行融合的基础上,结合应力-强度干涉模型计算了复杂载荷下航空发动机涡轮盘的可靠度。