涡轮叶片应用在发动机等各种燃气动力设备上,是航空发动机的“主心骨”,对飞机的动力性能还有可靠性都起决定性因素。作为航空发动机断裂关键件之一,涡轮叶片长期工作在异常恶劣的条件下,并且受到多种复杂载荷共同作用,因此发生故障的几率大大增加。在对涡轮叶片的故障件进行失效分析时发现其疲劳断裂失效占总失效的比例最高,是其最主要的故障模式。因此需要采用科学的手段,正确分析和评估航空发动机涡轮叶片的可靠性,在避免事故灾害的前提下最大限度的发挥其作用。本文以某航空低压涡轮叶片为研究对象,对涡轮叶片的主要失效模式进行可靠性分析,主要研究工作为以下几个方面:(1)对涡轮叶片进行失效物理分析,通过有限元软件ANSYS Workbench计算涡轮叶片在最大工况下的应力,基于有限元分析的结果,采用有限元数值仿真、响应面法与Monte Carlo相结合的方法获取涡轮叶片在低周疲劳断裂失效模式下所受的最大应力样本数据;并根据应力-强度干涉模型求解涡轮叶片在低周疲劳断裂失效模式下的动态可靠度。(2)基于涡轮叶片的低周疲劳寿命模型,考虑寿命模型中相关系数的随机性,对寿命模型进行Monte Carlo抽样,分析寿命样本数据并利用概率加权矩参数估计方法建立涡轮叶片低周疲劳寿命可靠性模型。(3)对涡轮叶片的低周复合疲劳失效模式进行研究,分析涡轮叶片在复合失效模式下所受的的最大应力,基于建立的结构强度退化模型与应力-强度干涉模型求解涡轮叶片在复合失效模式下的动态可靠度。(4)对涡轮叶片进行模态分析,分析了涡轮叶片振动特性,得出叶片的模态特性,动频和静频之间的关系,以及抗共振响应样本数据灵敏度,为涡轮叶片避免共振以及调频改型提供参考依据。