随着汽车技术的飞速发展,人们对于发动机整体动力性、经济性、排放性的要求进一步提高。叶轮作为车用涡轮增压器的核心部件,长期在高温、高压、高负荷的条件下工作,容易产生失效破坏。研究叶轮的应力-振动失效,有利于提高涡轮增压器工作的安全性与可靠性。本文以车用汽油机增压器叶轮为研究对象,采用有限元法对多载荷工况下叶轮进行了应力-振动失效计算与分析,为增压器叶轮应力-振动安全性与可靠性分析奠定了基础。研究内容如下:首先,比较分析了汽油机涡轮增压器与柴油机涡轮增压器的工作工况,得出汽油机涡轮增压器的载荷特点,研究了汽油机增压器叶轮应力强度失效与振动断裂失效的评估方法,为应力-振动失效判断提供理论依据。其次,针对汽油机增压器压气机叶轮,基于ANSYS Workbench平台进行仿真计算,得出了不同载荷条件对压气机叶轮应力的影响。在不同加载方式下,考虑多载荷耦合作用,对离心压气机在近阻塞工况点、最高效率点和近喘振工况点下的叶轮应力进行分析,确定离心压气机叶轮最大等效应力发生的位置及其强度大小,并结合叶轮流场分析得出了具体原因。基于计算结果对叶轮进行应力强度校核,并得出了叶轮强度分析方法。最后,针对汽油机增压器叶轮的振动安全性,对增压器叶片进行了模态分析,得出叶片的固有频率与振型,分析共振区域,验证了经验公式的正确性与合理性。基于CFX计算结果分别研究离心载荷、热载荷和气动载荷作用下压气机叶轮振动特性,得出了不同载荷条件对压气机叶轮振动特性的影响规律及叶轮振动失效判断方法。