航空发动机核心转动部件—涡轮叶片和涡轮盘,长期处于高温高压、复杂载荷以及环境腐蚀等恶劣工况下,一旦发生疲劳破坏将会带来严重的后果。本文基于有限元软件ANSYS Workbench和PDS对航空发动机关键部件—涡轮叶片和涡轮盘设置四组温度梯度工况(100~300?C,300~600?C,600~900?C,900~1200?C)进行热疲劳可靠性数值研究,得到了各温度工况下部件热应力应变分布情况,进行了疲劳寿命预测和蒙特卡罗可靠性分析,仿真结果对提升航空发动机整体可靠性与安全性有重大意义。本文主要内容由三部分组成:(1)运用制图软件Solidworks建立涡轮叶片和涡轮盘三维模型,然后导入ANSYS Workbench创建涡轮叶片和涡轮盘有限元模型,采用四面体网格划分,输入参数及约束,进行四组温度梯度工况下稳态热分析。分析得到涡轮叶片和涡轮盘温度场和热应力应变分布云图,确定了涡轮叶片和涡轮盘危险部位及热应力应变分布情况。(2)运用名义应力法、局部应力应变法和疲劳损伤累积理论进行涡轮叶片和涡轮盘热疲劳分析,大致得到涡轮叶片和涡轮盘四组温度工况下的疲劳敏感度曲线,分析得到了涡轮叶片和涡轮盘疲劳寿命分布情况和疲劳敏感区域。(3)基于ANSYS PDS模块,以四组温度工况下部件的最大热应力为随机变量,运用蒙特卡罗有限元结合方法实现对涡轮叶片和涡轮盘可靠性分析。分析得到了考虑温度场作用下涡轮盘和涡轮叶片的概率分布情况及可靠度。