摘要：为了满足叶片高可靠性设计的要求，需考虑随机因素的影响成。文中以某实验台用汽轮机等直叶片为研究对象，考虑几何参数（包括长度、宽度、厚度）、材料参数（弹性模量，密度）和载荷参数的随机性，对其进行有限元参数化建模，并将确定性有限元方法、响应面方法和Monte—Carlo模拟法相结合，通过有限次有限元的计算构造出用于拟和响应面函数的样本，进而用二次多项式对样本进行回归分析，获得叶片结构响应（最大应力、最大变形）与随机变量之间的近似解析表达式；将该表达式代替有限元模型，利用Monte—Carlo模拟法得到结构响应的统计参数和累积分布函数，进而对叶片进行可靠性分析和概率强度设计；引入概率敏感性分析方法，同时考虑了随机变量的梯度和离散范围对结构响应的影响，通过统计显著性检验，定量地判断出随机输入变量对结构响应的影响程度；通过对结构响应与随机输入变量散点图的分析，得出如何改变随机变量以提高叶片的可靠度。结果表明，该方法计算量小，速度快，拟和精度高。

关键词：汽轮机叶片 概率强度设计 有限元 响应面法 蒙特卡罗模拟法 

单位：华北电力大学机械工程学院; 河北省保定市071003