随着飞行器的进步，研发高性能的航空发动机已成为国内外航空发动机制造的首要目标，要提高航空发动机的性能就必须首先提升叶片这一关键部位。当今航空发动机向着高功率、高负荷方向发展，而涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,因此被列为第一关键件。涡轮叶片的性能水平，已成为一种型号航空发动机先进程度的重要标志[1]。

涡轮叶片的材料必须具有轻质、高强、高温、高韧、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能。而钛合金能满足这些要求，它可以被用来替代钢或镍基高温合金来制造航空发动机压气机轮盘、叶片等部件，可以大大减轻结构的重量，显著提高了发动机的推重比和使用性能[2-3]。

为了进一步研究提升叶片性能的方法，就需要建立航空发动机叶片在多种工况下（高温、高压、变温、变压等）的模型并分析其失效行为与机理，以此来对发动机叶片进行优化设计，提升发动机叶片性能以满足现实需求。基于逆向工程的三维模型重建技术能有效地建立叶片模型[4-5]。

近年来国内外诸多学者从多方面对航空发动机叶片进行了研究和分析，整体的研究方向与研究方向进展大体相同。王梅研究了静子叶片对转子叶片的振动影响并为工程应用建立了一个尾流激振情况下叶片振动应力预估的半经验方法[6];郑彤等对航空发动机叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究,基于所得的叶片一次近似耦合模型并验证了所提出的方法的可行性[7]；R.K. Mishr等人对航空燃气涡轮发动机中非冷却涡轮叶片进行了失效分析[8]；国内中国民航总局航空安全技术中心的Haijun Tang等人与韩国的Bok-Won Lee等人先后都对航空发动机的微动疲劳进行了研究[9-10]；Abdullahi O. Abu使用Neu / Sehitoglu损伤模型对航空发动机涡轮叶片寿命进行了评估[11]；K. Anandavel研究了三维载荷对航空发动机叶片-轮盘榫联结构的宏观微动影响[12];哈尔滨工程大学航天学院的Gang Han等人对有装配间隙的航空发动机压气机叶片弯扭耦合方面进行了振动分析[13]; 南昌航空大学的HuXiaoAn等人研究了瞬态热机械载荷下航空发动机涡轮叶片的粘塑性分析方法[14]；Muhammad Naeem研究了日温变化对航空发动机叶片蠕变寿命的影响[15]。

这些学者的研究在都不同方面都取得了一定成果，但一方面基于钛合金材料叶片的研究比较少，另一方面他们所研究的大多是单一工况，如在高温、高压、温度骤变、压力骤变等多种工况下的研究很少。因此，研究基于钛合金材料的航空发动机叶片多工况建模与失效分析是十分具有意义的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

（1）航空发动机叶片结构与材料特性分析

包括钛合金材料特性分析，钛合金材料与其他材料的对比分析，根据目前通用航空发动机叶片结构进行结构分析。

（2）航空发动机叶片受力分析

包括静力学分析、动力学分析（含振动）、温度应力分析等方面