随着航空高新技术迅速发展和航空产品进军国际市场的严峻挑战,航空发动机作为飞机的心脏和动力源,已从单纯追求高性能指标,进入到对其性能指标、可靠性指标和维修性指标全面要求的时代。新结构、新材料在发动机上应用带来的可靠性问题需要得到关注,本文从两个方面开展研究,一是开发航空发动机机载寿命消耗监视软件,二是对复合材料结构开展稳健优化方法研究。寿命监视软件采用MATLAB平台开发,针对机载系统实时性的要求,给出了技术方案与系统框架。应用实时雨流计数法对载荷谱进行循环计数,提出了包括疲劳、蠕变、疲劳/蠕变交互作用的寿命消耗快速计算模型,并采用线性叠加原理将整机载荷谱快速转换为零部件应力谱。软件的各个模块经测试验证,完成了目标任务,有良好的人机交互界面,操作简单、方便,具有一定的工程实用价值。随着复合材料在发动机结构的逐步普及,复合材料力学性能分散性大的问题需要在设计阶段考虑。本文针对2.5维陶瓷基复合材料,提出了适用于该材料的稳健优化方法并验证了计算结果。结果显示提出方法计算误差较小,满足工程要求。同时,稳健优化法的引入,使得结构设计人员可在设计阶段考虑可靠度问题,定量给出各随机变量的灵敏度指标。最后,针对可靠度计算的误差问题,提出了基于支持向量机算法的响应面可靠度计算方法,并改进了实验设计方法。结果显示该方法仅需要较少的样本点就可以计算得到高精度的结构可靠度,发展了可靠度计算方法。