大型离心压缩机是一种重要的工业装备,科技含量高、开发难度大、应用广泛,是国民经济发展所需的核心装备之一。叶轮是离心压缩机的核心部件,其可靠性对离心压缩机性能的稳定性有着重要的影响,研究叶轮的结构完整性及其疲劳问题,有着重要的工程应用价值。本文阐述了结构完整性的基本概念以及叶轮结构完整性的故障树分析方法。探讨了叶轮疲劳失效分析方法。利用叶轮非定常整体模型CFD计算结果,求出叶轮叶片表面静压；基于ANSYS软件模拟叶轮的超速预加载过程,探讨叶轮气动静压对叶轮静应力的影响,较为准确地预估叶轮工作中静应力大小及其分布。阐述了叶轮共振特点,深入探讨了叶轮尾流激振共振机理,并对尾流激振共振校核准则进行比较,利用SAFE图校核叶轮共振,指出可能发生共振的叶轮模态。通过对整体叶轮冬季工况的非定常CFD计算结果进行快速傅里叶变换(FFT),研究叶轮气动载荷的频率、幅值、相位特性。发现叶轮在正常工况下气动载荷的频率主要为通过频率,通过频率载荷压力主要集中在叶轮入口处；通过频率载荷的相位分布很复杂,叶片的不同位置普遍存在相位差,但相邻叶片相位差相差为一定值,其大小与叶轮叶片个数以及前导叶个数有关。阐述了叶轮动应力计算理论及其方法,对影响叶轮动应力的因素进行总结。通过对比叶轮尾流激振简化载荷模型与完全载荷模型对计算结果的影响,研究了气动载荷特性对叶轮动应力的影响。利用充分考虑相位差与载荷幅值分布的完全载荷模型和工程计算方法对叶轮进行动应力计算,得到叶轮的动应力大小及其分布。通过对叶轮静应力与动应力计算结果进行组合,对冬季工况下工作的叶轮进行疲劳寿命预估,分析影响叶轮疲劳寿命的因素。