辅助动力装置（Auxiliary Power Unit，APU）是一台为飞机提供气源和轴功的小型燃气涡轮发动机，离心叶轮是其压气机的核心部件。在适航标准中，对APU的振动和转子部件的寿命限制确定做出了要求。但目前国内对APU相关适航标准和技术要求缺乏系统性解读，且对部分条款缺乏有效的适航审定手段，缺乏对APU离心叶轮疲劳寿命预测方法和可靠性分析方法。本项目基于某型号APU压气机的离心叶轮开展分析，旨在提出一种APU离心叶轮的可靠性分析方法，并进行寿命预测及优化设计。

1.  基于有限元方法开展离心叶轮静强度分析和振动特性分析，并进行试验验证。

2.  结合现有的多种疲劳寿命预测模型，提出针对APU离心叶轮的疲劳寿命预测方法。

3.  建立离心叶轮的参数化建模，结合适当的算法和工具开展可靠性分析。

4.  进行离心叶轮的设计优化，提升其性能。

1.  利用有限元方法获取了离心叶轮模态特性，并进行了试验验证。引入了SAFE图方法对离心叶轮危险模态进行了识别。

2.  结合寿命-应变公式，Morrow能量法，修正WST模型等多种模型对APU离心叶轮进行疲劳寿命预测。提出了针对APU离心叶轮的寿命预测方法。

3.  提出了基于应力对比的简易高周疲劳失效判断方法，及其相应的功能函数。

4.  搭建了参数化建模(Hypermesh)-有限元仿真(Abaqus)-数学计算(Matlab)一体化平台，实现离心叶轮失效概率自动计算。

5.  借助ANSYS对离心叶轮进行了结构优化，降低了其工作状态下的最大应力。