燃气轮机作为现代高端动力装备,在军民各领域都得到广泛应用。随着对燃气轮机循环热效率和比功率的要求越来越高,透平前温度不断提高,目前先进燃气轮机的透平前温度已经可以达到1800K。燃气轮机透平叶片长期工作在高温、高压、高转速的环境中,加之叶片内部冷却结构复杂,其应力状态极为复杂,成为燃机中最易发生故障的部件之一。在现代透平叶片设计中,必须综合考虑其气动、强度和寿命等各方面性能,才能满足燃机设计的长寿命、高可靠性要求。本文针对某燃气轮机高压透平动叶进行了流热固耦合数值模拟研究,并在此基础上对其静强度和蠕变寿命进行计算分析。首先通过流热耦合模拟,对透平第二级动叶气热特性进行了计算分析。结果表明,叶片金属最高温度约为高温合金材料熔点的70%,位于叶片前缘顶部。叶片主流进口的温度分布对叶片尾缘金属温度分布产生了比较明显的影响,使得尾缘温度分布呈现中间高,两端低的特点。在气热耦合计算结果的基础上,基于热固耦合的方法,对高压透平两级动叶片进行了热弹塑性有限元计算,求解得到其应力应变场。结果表明:1)两级叶片的高应力区主要在榫头位置,叶身和端壁的应力相对较小,并且都在第一榫齿处发生了应力集中,应力集中点的应力均超过了相应温度下的材料屈服强度,应当引起注意。2)离心载荷对两级动叶片的应力分布影响显著。在离心力及离心力形成的弯矩作用下,两级叶片的等效应力均出现了沿径向减小以及吸力面大于压力面的分布趋势。3)温度载荷对气膜孔以及尾缘等温度梯度大的区域的应力分布影响比较明显。在获得了温度和应力结果之后,采用拉森-米勒参数法对两级动叶片的蠕变寿命进行了计算,得到了蠕变寿命分布云图。结果表明:第一级动叶金属温度较高,其蠕变寿命受温度影响大于应力影响,低寿命区域主要发生在叶身的高温区;而二级动叶的蠕变寿命受两者影响程度接近,压力面受温度影响较大,吸力面受应力影响较大。此外,两级动叶片的寿命最短位置都不是应力最大位置或者温度最高位置,说明蠕变寿命受温度和应力共同影响,采用形成寿命云图的处理方法能更加准确直观地找到蠕变寿命最短的位置。