一种基于不确定性量化的涡轮叶片热机械疲劳概率寿命预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于不确定性量化的涡轮叶片热机械疲劳概率寿命预测方法，(1)采用Walker本构模型，采用有限元法求解临界平面的损伤因子，利用Richardson外推法对离散误差进行标定；(2)使用循环累积损伤理论建立热机械疲劳(TMF)概率寿命模型，其中使用贝叶斯推理来量化材料参数的不确定性；(3)使用考虑不确定度量化的概率框架，对单晶镍基高温合金涡轮叶片进行TMF寿命预测；(4)提出了基于循环累积损伤方法和贝叶斯推理的涡轮叶片TMF寿命不确定性量化概率框架；(5)通过对实际涡轮叶片的数值和实验结果的比较，揭示了本发明专利技术的准确性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于不确定性量化的涡轮叶片热机械疲劳概率寿命预测方法
本专利技术是一种针对航空发动机涡轮叶片热机械疲劳概率寿命的预测方法，它是一种基于循环损伤积累方法和贝叶斯推理方法的涡轮叶片热机械疲劳寿命不确定性量化概率框架，属于航空航天发动机

技术介绍
单晶镍合金由于在高温下具有优异的性能而广泛用于燃气轮机叶片。涡轮叶片同时承受着由高温气体引起的热负荷以及由于离心力而引起的机械载荷。燃气轮机叶片的主要寿命限制因素，通常是热机械疲劳(TMF)，循环热负荷和机械负荷的组合。因此，单晶涡轮叶片的TMF寿命评估对于燃气轮机行业是非常有意义的。在评估涡轮叶片的TMF寿命之前，应首先确定本构模型和寿命模型。基于滑移系统的粘塑性本构模型已被研究人员广泛用来描述单晶的各向异性特性。基于滑移系统的Walker粘弹性本构模型已用于以前的工作中，结果表明该模型能够描述高温环境下正交各向异性，循环硬化/软化，应变速率效应，棘轮效应和应力松弛等性能。因此，本专利技术采用Walker粘弹性本构模型来描述单晶镍合金的应力-应变关系。至于寿命模型，由于镍基单晶其面心立方晶体结构导致的的非弹性变形经常沿着特定的滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于不确定性量化的涡轮叶片热机械疲劳概率寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于Walker本构模型进行有限元分析，获得涡轮叶片危险点的细观参量和临界面；选定临界平面上的循环最大schmid应力、最大滑移剪应变率、滑移剪应变范围、循环schmid应力比作为初始细观参量，基于到各向异性的影响，采用八面体滑移平面为临界面；(2)利用所述细观参量和临界平面，获得损伤参数为：

【技术特征摘要】
1.一种基于不确定性量化的涡轮叶片热机械疲劳概率寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于Walker本构模型进行有限元分析，获得涡轮叶片危险点的细观参量和临界面；选定临界平面上的循环最大schmid应力、最大滑移剪应变率、滑移剪应变范围、循环schmid应力比作为初始细观参量，基于到各向异性的影响，采用八面体滑移平面为临界面；(2)利用所述细观参量和临界平面，获得损伤参数为：其中是临界平面棘轮滑移剪应变，lα和kα为材料常数；(3)将所得损伤参数输入到循环累积损伤模型中，得出热机械疲劳寿命分布。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡殿印，王荣桥，史颖，刘茜，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11