镍基单晶涡轮叶片接触区的断裂事故直接影响发动机的使用性能，先进的涡轮叶片设计技术将有利于提高我国民用及军用发动机的使用寿命。因此研究镍基单晶高温合金涡轮叶片的接触性能，提高发动机的使用寿命具有重大理论意义和工程应用价值。本文采用试验和有限元模拟相结合，宏观和微观相结合的研究方法，分析了榫头/榫槽接触处裂纹的断裂特性，讨论了榫头/榫槽接触表面摩擦系数和配合间隙对接才触性能的影响。1.建立了叶片榫头的三维模型，计算了各向同性、{001}、{011}、{111}取向下裂纹尖端的Mises应力和分切应力，并预测了裂纹尖端的扩展趋势。结果表明，裂纹尖端在{001}、{011}、{111}取向下的扩展开裂角分别为45，54.7，90，证明镍基单晶叶片榫头的裂纹是沿着特定滑移带矢量方向呈锯齿状向前扩展的。2.对试车后产生裂纹的涡轮叶片进行宏观和微观观察与分析。结果表明：涡轮叶片榫头第一榫齿根部靠近排气边的位置属于高应力区，最易出现裂纹；叶片的裂纹断口表现出明显的疲劳断裂特征，属于疲劳断裂；裂纹呈锯齿形向前扩展，断裂形成的各个平面均呈50°左右的夹角，与模拟计算的结果相吻合。3.建立了叶片榫头和榫槽的接触模型，计算了{001}、{011}、{111}取向下摩擦系数为0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0时的接触应力和疲劳寿命，总结了接触应力和疲劳寿命随摩擦系数的变化规律；提出了{001}取向接触区的摩擦系数与对数疲劳寿命的三次曲线关系，为接触表面的设计制造提供依据。4.采用叶片榫头与榫槽的实体模型，通过改变配合间隙，计算{001}、{011}、{111}取向下不同配合间隙的接触应力和疲劳寿命。结果表明，配合间隙对单晶涡轮叶片榫头/榫槽的接触性能有较大的影响，同时验证了晶体取向对涡轮叶片榫头/榫槽的接触疲劳寿命有较显著的影响，表现出明显的疲劳性能各向异性。