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高压涡轮是航空发动机关键部位之一，高压涡轮鼓筒轴联接着高压涡轮和高压压气机，是传递发动机扭矩的主要部件。本文针对高压涡轮鼓筒轴上安装边处的倒角结构，提出了多圆弧设计方案，并进行低应力设计方法研究。本文的主要研究工作包括：（1）高压涡轮鼓筒轴安装边结构强度分析针对某型发动机的高压涡轮鼓筒轴结构，分析并确定了其载荷及边界条件，并进行了强度分析，获得了涡轮轴及和涡轮轴安装边倒角处的应力分布。分析了涡轮轴分别在离心力、温度、轴向拉力和扭矩载荷作用下，其安装边倒角处的应力分布，研究发现对于倒角结构，离心载荷和温度载荷对整体的应力场影响最大，轴向拉力和扭矩对轴倒角处应力场影响比较小。（2）鼓筒轴安装边结构的低应力设计方法研究针对安装边处的倒角结构，提出了双圆弧、三圆弧以及多圆弧结构设计方案。对双圆弧和三圆弧结构设计方案进行了参数化建模和强度分析，并与单圆弧方案进行对比，得到初步的低应力设计方案。（3）双圆弧和三圆弧结构的优化设计对安装边倒角处的双圆弧和三圆弧结构进行优化设计分析，在不增加结构质量的条件下，进一步降低结构倒角处的应力水平，得到最终的鼓筒轴安装边结构低应力设计方案。双圆弧和三圆弧设计的最优结构倒角处最大等效应力分别为386.38MPa、374.36MPa，分别比单圆弧结构设计方案降低了14.88%和17.52%。（4）高压涡轮鼓筒轴低应力设计方法的试验验证研究设计了单圆弧和双圆弧结构的模拟试验件，并分别进行了4种不同尺寸模拟试验件的静强度和疲劳试验。通过试验及理论分析对比，进一步验证了采用多圆弧设计结构可以降低涡轮轴安装边的应力。静强度模拟试验中，双圆弧试验件比单圆弧试验件最大等效应力最高降低了21.94%。疲劳寿命模拟试验中，双圆弧试验件比单圆弧试验件疲劳寿命最大提高了28.83%。