纤维增强整体叶环是为了进一步满足航空发动机增推减重的要求而采用的一种新型结构部件,它去掉了整体叶盘中的轮盘部分,加入增强纤维来承受高额的离心载荷。为了实现整体叶环的推广使用,国内外学者开展了广泛的研究,但是当前的研究大多集中在疲劳寿命和力学性能方面,对于整体叶环强度和动力学特性的研究较少。本文以纤维增强整体叶环为研究对象,将有限元方法与动力学理论相结合,利用仿真分析方法,针对整体叶环的强度和动力学特性,开展了深入研究,主要研究工作如下:(1)采用细观力学有限元法,利用代表体积元(RVE)模型预测宏观复合材料参数。建立RVE模型,借助材料的等效计算准则,得到复合材料的弹性参数,同时分析了纤维排列方式和纤维体积分数等参数对复合材料弹性参数的影响。(2)为探究整体叶环在工作时,基体和复合材料的应力分布情况,建立了具有循环对称特性的三维有限元模型,对不同转速下叶环结构的承载能力进行了考察。考虑到叶环的结构特性,重点分析了转速、增强纤维体积分数及基体材料性能对叶环应力分布的影响。利用局部最大应力法,对整体叶环的破裂转速进行了预测。(3)建立整体有限元模型,计算得到静止态和旋转态下的模态特性,总结得出整体叶环的振型分布规律。重点分析了叶环结构参数和转速对于模态特性的影响,为增加整体叶环结构在旋转态下的安全性和稳定性提供了参考依据。(4)模拟气动载荷谐调和失谐的激励形式,对叶环结构的响应特性进行分析。分别计算了不同阶次下谐调与失谐的气动载荷对谐调叶环结构的振动响应,以及谐调气动载荷激励下,失谐叶环结构产生的振动响应。