航空发动机是飞机的“心脏”,低压转子更是传递动力的重要部件,低压转子由低压涡轮锥壁与轴盘通过包含36个螺栓的螺栓组连接而成,低压转子螺栓组螺栓的连接性能直接影响整机的服役性能。国内的发动机设计工作起步较晚,之前的研究主要关注叶片等结构件的设计,对于紧固装配的研究还处于起步阶段,随着国内发动机设计工作的日益完善,紧固装配等引起了广泛的关注。被连接件的结构、螺栓的数量、尺寸、螺栓的预紧力等许多因素对连接性能会有影响,本文结合相关项目要求,仅考虑螺栓预紧力的影响。螺栓预紧力分为两种:1、保证发动机在服役过程中各项指标满足要求,本文将该预紧力称为服役预紧力;2、保证在紧固装配过程中,由于工艺及其他因素引起的预紧力改变,本文称之为工艺预紧力,而最终要得到的是服役预紧力与工艺预紧力共同构成的装配预紧力。本文分别讨论服役预紧力与工艺预紧力的影响因素及确定方法,最终得到装配预紧力。本文第二章介绍了螺栓预紧力及结合面面压的测试方法,主要使用光纤光栅传感器,结合相关的粘贴工艺方法,通过大量的标定试验,对螺栓预紧力和结合面面压进行准确,多点同时在线的测量,同时,还具有对结构破坏小的优点。其中预紧力的测测量方法主要是用在弹性相互作用实验、短期松弛实验、螺栓组刚度实验、螺栓组连接固有频率实验等,结合面面压的测量方法主要用在弹性正作用实验中。本文第三章通过建立有限元仿真模型,研究了弹性负作用的影响规律,发现弹性正作用会使螺栓的预紧力减小,主要是由于被连接件基体的变形产生的,与预紧力的增量有关,相比较于弹性正作用,其影响范围较小。在八螺栓孔法兰连接件上验证了弹性负作用的规律,并且发现弹性正作用是由于翘力作用产生的,会使螺栓预紧力变大,其主要与约束有关,螺栓的拧紧顺序会影响弹性正作用,最后通过分析了拧紧顺序、拧紧步数与拧紧步长对于弹性相互作用的影响规律,并提出了一套较优的拧紧工艺方案。本文第四章分别按照分离准则、刚度准则、动力学准则、疲劳准则进行低压转子连接螺栓组螺栓的服役预紧力设计,以满足航空发动机低压转子在服役过程中的受载荷大、转速高、环境温度高、可靠性高、推重比大要求。本文第五章结合低压转子实际结构和前文的弹性相互作用机理得到的结论,分别进行了低压转子的正、负作用实验,结合实验结果,使用两步顺序拧紧的方法使螺栓组螺栓的分散性最低,并得到最大的螺栓预紧力变化量,最后结合短期松弛作用对螺栓预紧力的影响,确定螺栓的工艺预紧力,服役预紧力与工艺预紧力共同组成了装配预紧力。