叶片是轴流压气机的核心部件,其安全可靠至关重要。叶顶间隙会影响压气机内部的流场分布,叶顶间隙的大小会对压气机的压比、效率及气动阻尼产生重要影响,并通过影响叶片的气动应力进而影响到叶片的可靠性和使用寿命,因此在压气机设计阶段必须考虑叶顶间隙的因素。本文首先介绍了基于“能量法”进行叶片气动弹性分析的理论基础,提出了具体的数值计算方法,并以NASARotor67为例对该方法进行了验证。然后,以某矿用轴流压气机为例,计算了叶片在18°、30°及45°入气角下不同叶顶间隙时叶片的气动阻尼比。在获得压气机气动阻尼比之后,通过非定常数值计算和强迫振动的谐响应分析,获得了 18°、30°和45°三个动叶入气角度在不同叶顶间隙下的的非定常气动力及动应力。在不同入气角下的计算结果表明,随着动叶顶隙的变化,叶片动应力也存在变化,叶顶间隙的大小与动应力为非线性关系,存在某叶顶间隙,使得叶片在该叶顶间隙时所受的动应力最大,此时叶片出现高周疲劳的风险也更高。该结论可为轴流压气机动叶顶间隙高度控制提供参考,对压气机设计和故障分析具有重要的指导意义。此外,基于本课题组的叶片激振实验台和高速叶片振动监测实验台,对实验台测试叶片进行了有限元分析。将高速叶片振动监测实验台的叶片进行非定常气动分析所得的数值计算结果与实验结果进行对比,结果表明:数值计算结果与实验结果非常接近,完全达到了故障预测的目的。