一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法，该方法通过多轴热机计数将实际遇到的复杂载荷谱计数，根据计数结果对每个反复上的热机损伤进行单独计算，分别求出各个反复的热机损伤，并利用线性损伤累积准则将各部分损伤叠加得到材料热机疲劳损伤，进而进行寿命预测。该方法使用方便，不包含任何经验常数，适用范围广，不受加载条件等限制。通过验证，采用该方法进行变幅多轴热机械疲劳寿命估算取得较好的预测效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法
本专利技术涉及疲劳强度领域，特指一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法。
技术介绍
很多工程构件，例如航空发动机涡轮盘、燃气轮机等在服役时不仅受到多轴载荷，而且往往是在变幅、变温环境下，从而产生不可逆的热机械疲劳损伤。而这些热疲劳损伤往往使关键部位零件失效，大大降低设备的可靠性和使用寿命。因此，系统的研究在变幅多轴热机情况下的疲劳寿命预测方法，解决这种情况下的疲劳寿命预测问题，就可以真正的解决实际工程所遇到的问题，有效提高设备的使用寿命，增强其可靠性进而预防事故的发生。目前关于热机械载荷下的疲劳寿命预测研究多是在特定载荷情况下，例如单轴热机械载荷下的寿命预测，多轴恒幅热机械载荷情况下的寿命预测等。由于在变幅多轴热机械载荷下的疲劳损伤机理过于复杂，在这种情况下的疲劳试验也很难做，其最终的寿命预测仍然是一个难点。因此，综合考虑变幅多轴热机械疲劳损伤机理和热机计数的结果，把复杂的热机械疲劳损伤分解成多种损伤并用线性损伤累计原则将各种损伤进行累加，进而得出总的疲劳损伤。并最终应用于在复杂热机载荷下的疲劳寿命预测。因此，研究一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法，其特征在于：该方法的实现步骤如下，步骤1)：对变幅多轴热机载荷谱进行多轴热机计数；步骤2)：热机计数出多个反复，将每个反复上的热机械疲劳损伤

【技术特征摘要】
1.一种基于线性损伤累积的变幅多轴热机械疲劳寿命预测方法，其特征在于：该方法的实现步骤如下，步骤1)：对变幅多轴热机载荷谱进行多轴热机计数；步骤2)：热机计数出多个反复，将每个反复上的热机械疲劳损伤划分为纯机械疲劳损伤蠕变损伤以及蠕变-疲劳交互作用损伤步骤3)：根据多轴热机计数的结果对每个反复上的热机损伤进行单独计算；步骤4)：对于一个反复，找到具有最大法向应变幅Δγmax/2的最大剪切应变平面作为纯机械疲劳损伤临界面，并确定临界面上两个最大剪切应变幅折返点之间的法向应变幅度值步骤5)：确定材料在室温所对应的单轴疲劳参数或者材料不产生蠕变时的某一温度所对应的单轴等温疲劳参数；步骤6)：应用拉伸型统一多轴疲劳损伤模型计算得到一个反复上的纯疲劳损伤；拉伸型统一多轴疲劳损伤模型公式为：其中，σ′f、ε′f、b、c为不产生蠕变时的材料疲劳常数，E为该温度下弹性模量；步骤7)：将一个反复上的轴向应力-时间历程和温度-时间历程分割成适当的份数，取每个区间上的最大温度和最大机械载荷作为该区间的最终载荷；当轴向应力为正时，取米赛斯等效应力值作为蠕变持久应力方程的应力值，当轴向应力为负时，取等效应力值为0；区间i上蠕变计算等效应力参量σeqi如下式：其中，σmaxi、τmaxi为区间i上的最大轴向应力和剪切应力；步骤8)：结合蠕变持久方程计算得到各载荷下对应的蠕变持...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德广，王金杰，李罗金，李冰垚，李志高，李磊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11