汽轮机低压转子是火力发电厂的重要转动设备,其结构强度关系着机组的安全运行,本文以某电厂汽轮机低压末级叶片为研究对象,采用有限元法对枞树型叶根、叶片、转子在不同工况下进行了强度分析。随着新能源电力系统不断推进,火电机组面临深度调峰与频繁调峰的任务,大容量机组低压缸末级长叶片在高速转动过程中承受较大离心力以及蒸汽参数带来的轴向推力与热应力,因此对末级叶片进行强度分析对机组的安全运行有重大意义。本文构建低压末级叶片三维模型,采用有限元法与理论计算对简易对称叶根模型进行了分析对比,验证了有限元分析的可靠性。进而,在额定工况下对叶片进行了线性分析,探究了三对枞树型叶根齿的应力分布,并引入非线性理论。为了探究叶片在启动工况下的受力,考虑陀螺效应与旋转阻尼对低压转子进行了模态分析,绘制转子的坎贝尔图,得出其在启动过程中存在的两阶临界转速与固有频率。最后,考虑蒸汽参数带来的轴向推力与热应力分别对三维叶片模型与二维转子模型进行了非线性分析与双向耦合分析。研究结果表明:考虑到材料的非线性,弹塑性分析可以更加真实有效地反应工程问题。在三维叶片强度分析中,枞树型叶根齿承载了叶片的全部离心力,各齿间的应力分布均匀,有利于安全运行。叶根应力集中部位分布在第一对齿靠近中间厚度处的圆弧面上,叶片应力集中部位分布在叶片根部的最小截面处,可为无损检测提供依据。末级叶片在轴向推力与离心力的共同作用下,叶根进汽端面有“前倾”趋势,出汽端面有“后仰”趋势,而各部位最大应力基本不变,说明末级叶片惯性载荷是应力的主要来源。通过热-结构直接耦合分析,探究了热应力对结构应力的瞬时影响,在启动过程或调峰过程中较小的温升率可控制热应力在较低水平。