螺旋桨作为船舶动力系统中重要的组成部分,它的损伤与失效直接关系到船舶的航行安全。其中,疲劳断裂是螺旋桨主要的失效形式。由于铸造技术的限制与工作环境的复杂多变,螺旋桨在制造与使用过程中不可避免地会产生缺陷与裂纹,这些缺陷与裂纹可能会随着船舶的航行而扩展,最终威胁船舶与船上人员安全,造成巨大损失。因此,研究含裂纹的螺旋桨损伤容限评估与寿命分析具有重要意义。为了研究船用大型螺旋桨在已产生裂纹的情况下,其损伤容限与剩余使用寿命的规律。本文以镍铝青铜合金铸造的全尺寸KP505型螺旋桨为研究对象,对进速系数、应力比、初始裂纹尺寸等因素影响下的螺旋桨裂纹扩展进行了一系列分析。具体的研究内容如下:（1）基于计算流体力学理论对KP505型螺旋桨的敞水性能进行数值模拟,比较了RNG k-ε湍流模型计算结果与KRISO实验值的差异,发现在低进速系数下,数值模拟所得的推力系数、扭矩系数、敞水效率结果与实验值差异很小,在允许的误差范围内。对敞水性能数据的验证可以保证螺旋桨桨叶表面压力分布的准确性。（2）应用流固耦合FSI（Fluid-Solid Interface）技术,将桨叶表面压力作为载荷条件,对不同进速系数下螺旋桨的压力分布、变形及应力等力学量进行了全面分析,得到了该螺旋桨热点应力的位置在随边0.5R处,以此作为裂纹萌生位置。根据主应力方向确定了宏观裂纹的角度。（3）基于线弹性断裂力学,采用有限元方法和Paris公式,在假设螺旋桨危险处已产生极小裂纹的情况下,给出了某一进速系数下的螺旋桨裂纹扩展全过程,分析了其裂纹扩展规律与扩展寿命的变化。发现螺旋桨裂纹扩展可分为稳定扩展和失稳扩展两个阶段,前者扩展速率低,裂纹长度小;后者扩展速率高,裂纹长度大。裂纹穿透桨叶厚度可被视为裂纹由稳定扩展阶段进入失稳扩展阶段的标志。稳定扩展阶段的寿命占总的扩展寿命的比重极大,可以近似等于总的扩展寿命。（4）为探究螺旋桨裂纹扩展规律与扩展寿命受哪些因素的影响,对不同进速系数、应力比、初始裂纹尺寸下的裂纹扩展进行了比较分析。得到结论:在稳定扩展阶段,进速系数、应力比、初始裂纹尺寸对裂纹扩展速率、使用寿命都有较大影响。越小的进速系数、应力比与越大的初始裂纹尺寸对应的裂纹扩展越快、剩余使用寿命越短。