汽轮机动叶片固定安装在叶轮或转毂上，当汽流通过汽流通道时，汽流压力将使叶片产生弯曲应力，从喷嘴流出的不均匀性汽流形成的激振力引起叶片振动，也产生弯曲应力和扭转应力。处于旋转中的叶片，还要承受自身和围带、拉金等所产生的离心力。若级平均直径为2米，叶片型线部分的质量大致为10千克，则旋转时所产生的离心力约100吨。叶片各截面形心构成的空间曲线并不与通过转子中心的径向线重合，各段叶片离心力的方向不同，所以叶片离心力不仅会引起拉应力，还将引起弯曲应力。除此以外，离心力和汽流作用力的作用点与弯曲中心不重合，将引起扭转应力。由于受热不均匀而存在温差，叶片还受到热应力的作用。归纳起来，汽轮机运转时，动叶片的应力有以下几种：离心力引起的拉伸应力；离心力、汽流作用力和叶片振动引起的弯曲应力；离心力、汽流作用力和叶片振动引起的扭转应力；不均匀受热引起的热应力。

在进行叶片强度校核时，应选择叶片的最危险工况。一般而言，各级段叶片的危险工况是不相同的。例如：调节级在第一调节汽阀接近全开，而第二调节阀尚未开启时是最危险的工况；低压级则在最大蒸汽流量及最高真空时最危险；中间级在最大蒸汽流量时最危险。同时，高压级处于高温下，应考虑材料的热稳定级蠕变问题；低压级处于湿蒸汽区，应考虑湿蒸汽的冲蚀问题。总之，在进行叶片强度校核时，需根据其危险工况及工作条件，选定适当的许用应力，以保证叶片安全。

沿型线部分叶片高度方向的各截面所承受的离心力不同，离心力由叶顶向叶根逐渐增大。

叶根部分最大离心拉应力，可以下式计算：

 （1）

式中为叶片型线部分根部截面应力；为材料的质量密度；为平均半径处的圆周速度；为叶片的高度；为该级叶片的平均半径。

由式（1）可知，等截面叶片根部的离心拉应力与叶片截面积无关，即增加叶片截面积并不能降低叶片的根部离心拉应力。而由热力计算确定，由机组转速和决定，因此在不能改变和的情况下，采用质量密度较小的材料可以降低等截面叶片根部应力。如钛基合金的质量密度为4.5×10³千克/米²，超硬铝合金材料质量密度小于3.0×10³千克/米²。

对于径高比小于10的汽轮机级，叶片比较长。为了充分合理利用材料强度，采用变截面叶片，即：叶片截面积从根部向顶部方向逐渐减小。一般情况下，叶片截面积的变化规律难以用严格的解析式描述，只能用截面积与半径的关系曲线表示。根据截面积沿叶高的变化曲线，可以拆取数值积分近似地算出各截面的拉伸应力。为了计算方便，可将叶片沿叶高等分成段，则从叶根到叶顶共有个截面。第截面的离心应力用下式计算：

 （2）

式中为第截面的离心应力；为第截面的面积；为第段叶片的径向长度；为材料的质量密度；为转子旋转角速度；为第段叶片的平均截面积，近似等于上下两截面面积的平均值；为第段叶片的质心半径，当足够小时，可以近似取该段平均半径。

在计算围带与拉金以下叶片截面上离心力时，应该叠加上围带和拉金的影响。实际上，由于叶片结构的复杂性，计算围带和拉金引起的各种应力，要考虑局部应力集中。这种情况下，采用有限元方法计算是比较理想的。

直叶片的汽流弯曲应力的最大拉应力值，一般情况下发生在叶片型线部分根据截面两端的进出汽边缘上，最大压应力发生在叶片的背弧上，可分别用下式中的两个公式计算：

 （3）

式中为发生在叶片截面两端的进出汽边缘上的最大拉应力值；为发生叶片背弧上的最大压应力；为叶片的高度；为叶型的最小惯性矩；和分别表示进出汽边缘距离最小惯性轴的距离；为蒸汽作用在叶片上的合成力。

对于汽轮机的长叶片级来说，汽流参数沿叶高方向变化较大，而且各叶片截面的惯性轴也不相同，不能肯定叶片根部的弯应力最大，必须校核不同截面的汽流弯应力。由于数值计算方法的进步和计算技术的发展，可以按变截面长叶片应力计算的流程计算叶片汽流弯应力。

当离心力不通过被核算截面的形心时，在该截面上也会引起弯矩。离心力产生弯矩的原因：一是叶片自身结构所致，即复杂型面叶片或特意设计的偏装叶片导致的离心弯矩；二是叶片受汽流作用力而产生弯曲变形后导致的离心弯矩。

在对叶片进行强度校核时，若叶片的强度已满足要求，则不再进行弯曲变形离心弯矩的计算。一般情况下，考虑该离心弯矩后，真实应力会较小。因此。不考虑这种弯曲应力的计算是偏安全的。

用围带或拉金连接成组的叶片，受到汽流作用力而发生弯曲变形时，围带或拉金也将随之弯折而产生弯曲变形。这时围带或者拉金对叶片作用有反弯矩，部分抵消汽流弯矩，使叶片弯曲应力减小。当叶片自带围带且无预扭安装时，叶片围带基本不对叶片产生反弯矩。但现代气动设计要求较长的扭叶片也自带围带。为了减少叶片离心力在叶片型线部分引起的扭应力，常利用自带围带在安装时给叶片施加预扭应力，围带之间相互作用有挤压力。在这种情况下，围带也会在叶片弯曲变形时产生反弯矩，但是反弯矩的大小受到很多因素的影响，有较大分散性，需要特殊计算或试验来确定。从定性的角度看，其反弯矩会小于焊接围带的反弯矩。