航空发动机机匣包容性问题涉及发动机各部件之间大量局部和整体的高速高能相互作用,包含各种各样的非线性特性。研究包容性问题对提高航空发动机的安全性和优化结构设计具有十分重要的意义。为此,本文结合试验和数值仿真对以下问题进行了研究：(1)研究数值仿真中使用的Johnson-Cook材料模型,总结材料参数和失效参数的实验测定方法,分析各参数的取值对材料模型的影响,为仿真设计人员确定合理的参数提供参考。(2)研究机匣加筋结构对断叶包容能力的影响。将断叶简化成叶片形弹体,切割加筋机匣为靶板,进行打靶试验,结合数值仿真,研究筋条在靶板抗弹体冲击中所起的作用。结果表明,仿真结果与试验结果十分吻合,靶板的主要失效模式为无筋处的冲塞剪切失效、筋与板架交界处的沿筋条方向剪切失效和有筋处的鼓凸变形。比较单筋条加筋板与等质量的均厚板的抗冲击性能的结果表明：加筋板的临界击穿速度比等质量均厚板的高17%；而相同的抗冲击性能下,加筋板比均厚板减重13%。比较美国FAA的UEDDAM计算公式和俄罗斯破坏势能法在计算临界击穿速度时的适用性表明,破坏势能法公式更具有工程应用价值。(3)研究某高能转子设备风扇级U型结构组合机匣对轴流叶轮轮盘破裂的包容性。确定叶轮以三等分破裂为最危险的破裂形式,并确定相应的叶轮切割方式和切割尺寸。在高速旋转试验台上进行部件级试验件的包容试验,结果表明组合机匣能够包容炸成三块碎片飞出的叶轮。使用仿真方法再现组合机匣对叶轮碎片的包容过程,分析了各部件的关键行为特征。结果表明,出口管比保护环吸收了更多的轮盘碎片撞击能量,二者的组合保护才能保证机匣的包容结果。进一步的研究表明,U型结构中槽深度一方面影响着保护环刚度,另一方面影响着碎片与机匣的相互作用机理。保护环的尺寸对包容性有较大的影响,而目前所用的保护环尺寸是比较合适的。(4)研究某高能转子设备涡轮级喷嘴环型机匣对离心叶轮轮盘爆裂的包容性。在高速旋转试验台上进行真实部件级试验件的包容试验,结果表明喷嘴环结构能够包容炸成三块飞出的叶轮碎片。使用数值仿真计算再现了喷嘴环对叶轮碎片的包容过程,分析了各部件的关键行为特征。结果表明,由于碎片对喷嘴环有轴向的作用力分量,喷嘴环的安装边应该有足够的强度来承受轴向力；由于叶轮碎片最终带着一定的动能从喷嘴环的底部飞走,必须要有相应的部件来拦截捕获碎片；若将喷嘴环材料更换成TC4或2A12,在受到叶轮碎片的冲击时,喷嘴环仍能保持结构完整性,而减重效果且十分显著。