涡轮盘是航空发动机的核心部件,其寿命决定着整个发动机的寿命。因此,对航空发动机涡轮盘寿命的评估具有重要意义。由实验可知,低周疲劳是航空发动机涡轮盘的主要失效形式,目前对低周疲劳寿命评估主要是利用各种修正Manson-coffin公式,采用确定性分析方法进行寿命评估。然而,由于涡轮盘在加工制造、安装使用等过程中,几何尺寸、材料参数存在一定的分散性,因而涡轮盘的寿命亦具有分散性,仅进行确定性寿命评估就不能满足实际工程需要。本文在总结了涡轮盘材料疲劳寿命评估的基础上将平均应力修正的Manson-coffin公式随机化,考虑到涡轮盘的结构设计尺寸公差,将部分尺寸按照一定的原则进行随机化,建立了某涡轮盘的疲劳寿命可靠性模型,进行了可靠性灵敏度分析,研究了结构尺寸对疲劳寿命可靠性的影响,并对某涡轮盘结构可靠性设计的改进提出了建议。主要包括以下几方面：(1)利用参数化建模软件对涡轮盘的二十个关键参数进行参数化建模。有了参数化模型后,若某结构设计参数发生改变,可以直接更改设计参数对模型进行再生,为以后的结构改进打下基础。[2)对涡轮盘的二维与三维模型进行有限元仿真。通过线弹性分析得出涡轮盘的应力分布状况,确定可能发生失效的区域,进一步确定在最大应力区域已经进入塑性变形。通过弹塑性分析得到涡轮盘的失效区域的应力应变分布,为以后的疲劳寿命分析提供了基础。(3)本文根据航空发动机涡轮盘材料的疲劳特性,用修正的Manson-coffin公式作为疲劳寿命分析的数学基础,建立涡轮盘的疲概率寿命可靠性模型,将响应面法应用于涡轮盘的疲劳寿命可靠性及可靠性灵敏度分析中。利用改进一次二阶矩(验算点)法计算涡轮盘的疲劳寿命可靠度及可靠性灵敏度。(4)根据可靠性灵敏度分析结果,找出对疲劳可靠性影响比较大的因素,分析这些因素对可靠性影响较大的原因,并给出了涡轮盘结构改进措施。