压气机是航空发动机的核心部件之一,通过旋转做功压缩吸入发动机的气体,提高燃烧效率。压气机转子在运行过程中,承受着复杂的载荷,包括高转速、高温度、气动载荷等,对结构的强度和可靠性有着较高的要求。此外,为了提高发动机推重比,结构的轻量化设计也是发动机研制过程中的重点。因此,研究压气机转子结构的强度,提升结构安全性和可靠性,开展高效的减重优化设计具有重要意义。本文针对航空发动机压气机转子结构,基于有限元方法研究压气机转子运行时的结构强度,在保证结构强度的前提下进行减重优化设计,取得较好的减重收益,对于相关压气机转子设计具有一定的参考价值。本文主要的工作内容如下:（1）研究压气机转子参数化建模方法,基于UG完成多级轮盘转子的参数化建模,实现对结构形状的参数化控制。对压气机转子进行二维简化建模,提高分析效率,并对简化合理性进行验证。基于UG-Workbench和开发的优化工具构建通用、高效的优化流程。（2）以压气机多级轮盘转子为研究对象,分析压气机转子在复杂工况下的应力、位移,通过平均应力法计算轮盘破裂裕度,校核轮盘静强度。基于Sobol敏感性分析方法,研究轮盘结构的破裂裕度、质量等参数受轮盘尺寸参数的影响程度,确定关键参数。开展以结构静强度为约束的减重优化设计,获得减重4.94%的优化效果。（3）以压气机单级叶盘为研究对象,对结构振动特性进行分析,并使用Campbell图进行共振校核。研究叶盘结构前三节径下固有频率对尺寸参数的敏感性,确定对特定阶数固有频率影响程度大的尺寸参数,便于后续调频优化。开展以结构固有频率共振裕度和最大转速下的破裂裕度为约束条件的优化设计,得到的减重6.74%的优化效果。