涡轮叶片是航空发动机中将高温燃气能量转化成机械能的重要部件，其结构强度直接关系到发动机的工作效率和使用寿命。涡轮叶片的工作环境十分恶劣，容易发生故障，涡轮叶片采用能在高温燃气中可靠工作的高温合金材料制成，并铸造成用于冷却的复杂空心结构。本文以高温合金空心叶片为研究对象，分析其振动特性，为空心叶片的优化设计和避免共振提供依据。首先进行叶片振动理论分析，将空心叶片简化成悬臂梁模型研究其横向弯曲自由振动，并考虑将空心叶片简化成闭口等截面薄壁结构，研究叶片的约束扭转自由振动。建立模型的弯曲和扭转自由振动微分方程，得到系统频率与叶片材料弹性性能、几何参数之间的关系。本文采用有限元分析软件ANSYS编写APDL参数化设计语言建立空心叶片模型，进行有限元模态分析，并考虑约束边界条件、温度场和叶冠对空心叶片模态的影响。对空心叶片进行工作模态分析，研究考虑应力刚化、旋转软化及两者综合效应下的叶片动频，并得到用于近似计算动频的经验公式。研究转径和安装角对空心叶片动频的影响，得到转径与动频的关系式。根据简化成均匀温度场下的叶片动频分析求得温度与动频的关系，并得到综合转速、转径以及环境温度的动频计算公式。经ANSYS分析得到三个空心叶片的工作动频，对空心叶片在模态分析的基础上绘制Campbell图，进行共振分析，为空心叶片的优化设计和避免共振提供一定的理论依据。最后设计并搭建用于空心叶片模态实验的实验系统，采用LMS锤击模态测试模块进行实验模态分析，并与有限元模态分析结果相对比，验证有限元模型的有效性。