随着离心压缩机在各个工业部门中的重要程度与日俱增,作为离心压缩机组中的关键构成部件,离心叶轮成为决定离心压缩机组性能和效率的关键因素。然而,由于气流激振导致的离心叶轮失效破坏层出不穷,所以对于离心叶轮的动态特性研究就具有十分重要的意义。本文首先从理论方面对离心叶轮的材料性能和失效形式进行了研究,同时从强度分析相关理论和流体动力学计算相关理论两方面对本文采用的数值计算方法进行了解释,并且针对气流激励导致叶片共振的机理进行了理论上的研究和分析。然后,本文以某透平机械制造厂的闭式离心叶轮为研究对象,利用有限元分析软件,对离心叶轮的强度进行了计算。并且通过分析计算得到了叶片倒圆角、叶片厚度和叶片数目对于离心叶轮强度的影响规律,同时针对过盈量与接触强度之间的关系,以及离心叶轮的疲劳寿命和失效评定进行了研究。紧接着,本文以某分流叶片断裂的半开式叶轮为研究对象,模拟气流激励的作用,对离心叶轮的动态特性进行了研究。利用叶轮机械专业分析软件,分别从单向流固耦合计算、气流激励下的谐响应分析、模态分析、以及叶片共振分析等方面进行了研究,最终得到了导致叶轮故障的原因。最后,为了对文中离心叶轮动态特性的理论研究结果进行验证性实验,本文对于气流激励下叶片振动测试实验台的建设开展了大量的工作,特别是气流激励系统和叶片振动监测系统,对于确保验证性实验的成功进行具有十分关键的作用。