组合压气机转子是当前涡轴发动机压气机部件的主要结构形式，具有重要的研究价值。本文建立了代理模型-遗传优化方法，按照从部件到整体的优化策略，对某涡轴发动机组合压气机转子结构进行强度优化分析研究，得到了一种重量更轻、应力分布更均匀的组合压气机转子结构。与此同时，本文开展了优化设计变量对重量和状态变量的灵敏度分析研究。本文的主要研究工作包括：（1）组合压气机转子结构强度计算技术研究。建立了三级轴流和一级离心的组合压气机转子的参数化几何模型；实现了几何模型与有限元模型之间参数的无缝对接；利用循环对称结构实现了对组合压气机转子结构进行热-固耦合强度分析计算的自动运行和强度校核；并且对组合压气机转子结构进行了振动模态分析和振动校核。分析得出，组合压气机转子模型满足强度校核准则要求，结构安全可靠，在正常工作转速下结构不发生共振。（2）组合压气机转子结构强度优化分析方法研究。依据建立的组合压气机转子强度优化分析模型；将代理模型与遗传算法相结合，建立了一种适用于组合压气机转子结构强度优化的代理模型-遗传优化方法。以ANSYS Workbench软件为平台，实现了组合压气机转子结构热-固耦合强度优化分析流程。提出了从部件到整体的组合压气机转子强度优化分析策略，结果证明，本文的优化策略是合理的，并且具有简单方便、效率高等优点。（3）组合压气机转子结构强度优化分析研究。在给定的载荷条件下，对三级轴流和一级离心组合压气机转子结构分别进行强度优化分析，得到重量更轻、应力更均匀的组合压气机转子结构；同时，进一步分析了优化设计变量对组合压气机转子结构的目标函数和状态变量的灵敏度。