航空燃气涡轮发动机（以下简称发动机）是一个集高温、高速、高压及复杂

振动环境于一身的旋转机械产品。如何使一个工作于如此苛刻环境下的高速旋转
机械在保证高可靠性、安全性、经济性、舒适性（低噪声与低振动）以及长寿命的
同时，还要具有优良的结构效率？答案是必需依赖于航空燃气涡轮发动机强度
设计技术。

 

 
发动机强度设计技术包括：定量描述发动机整机及其零组件在使用环境及

载荷作用下结构变形、动力响应以及疲劳、蠕变、氧化腐蚀、塑性变形、断裂及冲击
等损伤行为的理论和方法；考虑发动机使用环境、载荷、结构及材料工艺特性及
其分散性，在发动机研制和使用的全寿命周期内，赋予发动机结构预期安全性、
耐久性和可靠性的设计理论、方法和技术；为提高工程设计分析效率所需的发动
机强度提供理论、方法和技术。

 

 
发动机强度设计技术涉及面广，从整机载荷、整机刚性以及整机振动，到零

件的静强度、变形与刚性、稳定性、振动以及寿命，都是发动机强度设计技术必需
参与的领域。

 

 
因而，作为机械强度设计的一个分支，发动机强度设计是一个费时、耗钱的

系统工程，其设计准确性需要大量的、不断提高的设计实践和产品应用作为基础
因此，发动机强度设计技术的成熟与发展与气动、热力学科的发展相比，就更为
艰辛漫长。

 

 
此外，如陶瓷复合材料、纤维增强复合材料等新材料，以及增材制造技术、

激光表面强化以及激光修复技术等新工艺在航空燃气涡轮发动机上的应用，又
给强度工程师带来了新的技术挑战。

 

 
材料、工艺对强度设计的影响与制约

 

 
强度设计技术的核心是对结构在使用环境及载荷作用下的反应客观的认识

和准确的预测。用于制造特定结构的材料以及工艺过程直接决定了在特定环境下
在给定载荷作用下特定结构的机械性能，也就决定了特定结构从变形、振动、损
伤到机械性能衰退等各种对环境及载荷的反应。当一个零组件完成制造并装配到
发动机上后，随使用时间增长其机械性能不断下降，因此，强度设计离不开对
材料各种特性的掌握。

 

 
设计用材料性能数据对强度设计的影响与制约

 

 
设计用材料性能数据是发动机结构分析与强度设计的基础，没有设计用材

料性能数据，结构分析与强度设计便成为空中楼阁。因此，设计用材料性能数据
的系统性、完整性、可靠性在一定程度上反映了发动机结构分析与强度设计的基
础有多扎实、实践的深度有多深、实践的广度有多宽，并在一定程度上反映了结
构分析与强度设计的工程实践水平。

 

 
发动机结构分析与强度设计需要代表真实构件特定部位机械性能的、具有一