叶片作为压气机能量转换的重要零部件,其强度分析的研究一直是国内外叶轮机械力学领域关注的重点。由于其工作状态十分复杂,在高转速运行下,叶片既承受巨大的离心力,又要承受气动力,以及工作中产生的弯矩、振动等,因而容易发生各类失效事故。一旦叶片发生失效甚至断裂,会严重威胁到整个机组的安全运行,甚至可能导致重大事故,造成严重的经济损失和人员伤害。叶片结构设计的质量直接影响到压气机甚至整个燃气轮机的安全性、耐久性和可靠性等。由于叶片的结构及负荷情况十分复杂,具有高度的耦合性,为得到更加切合实际的数值模拟,必须对其进行流固耦合计算。本文基于CFD针对某型地面重型燃气轮机压气机的某级动静叶进行了静强度分析,考虑到气动载荷和离心载荷的复合作用,采用ANSYS CFX与ANSYS Workbench,进行了不同工况下单向气动与强度流固耦合分析。根据结果,分析了叶片应力最大和变形最大的位置及影响叶片强度的主要因素。同时,分析了设计工况下叶片分别在气动载荷、离心惯性力载荷和耦合这两种载荷下的总变形、应力的分布情况。并对比分析了设计工况和非设计工况下气动载荷和耦合这两种载荷情况下叶片的最大总变形和最大等效应力,从而得出了这3种载荷情况下叶片变形和应力的分布特征,讨论了不同工况对叶片的最大总变形和最大等效应力的影响。此外,在没有实验的情况下,为验证数值仿真结果的正确性,采用工程经验公式进行了对比。结果表明,动叶各截面应力的趋势基本一致,两者最大相差不超过14%。