一种单晶涡轮叶片下缘板倒角部位低周疲劳模拟件设计方法技术

本发明专利技术涉及一种单晶涡轮叶片下缘板倒角部位低周疲劳模拟件设计方法，步骤为：(1)针对叶片下缘板倒角部位，提取形状、尺寸特征参数；(2)在保证危险部位几何相同的条件下，初步设计模拟件形状；(3)使得模拟件危险部位与真实叶片下缘板倒角部位典型位置沿危险路径方向的最大Schmid应力幅值大小在临界距离范围内保持一致；(4)基于有限元仿真确定模拟件考核段与夹持段的偏心距离；(5)模拟件加工工艺与真实涡轮叶片相同，其微观组织应与考核部位尽量保持一致，考虑到叶片第二晶向不确定性的影响，模拟件应涵盖至少6种不同第二晶向；(6)涡轮叶片外表面通常带有涂层，模拟件外表面需要采用相同工艺喷涂相同牌号涂层。采用相同工艺喷涂相同牌号涂层。采用相同工艺喷涂相同牌号涂层。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶涡轮叶片下缘板倒角部位低周疲劳模拟件设计方法


[0001]本专利技术属于航空航天发动机
，具体涉及一种单晶涡轮叶片下缘板倒角部位低周疲劳模拟件设计方法。

技术介绍

[0002]涡轮转子叶片是航空发动机的重要零件，由于其工作在高温高压高转速的恶劣环境，叶片通常在倒角、槽等位置发生高应力断裂、疲劳、蠕变失效。该失效对发动机造成的危害很大。因此，叶片在工作过程中发生断裂、疲劳、蠕变等失效时，及时找出失效产生的根源非常有必要。对于低压涡轮转子叶片，由于温度较低，不需要在叶片表面布局气膜孔等冷却措施，温度分布比较均匀。叶片表面气动力载荷、离心力载荷是引起低压涡轮转子叶片叶根前缘应力集中的主要根源。航空发动机结构件造价较高，低循环疲劳试验费用昂贵，因此试验件数量很少，难以得到可靠性寿命。可采用多子样模拟试验件(简称模拟件)可靠性寿命试验，与少数结构件寿命试验验证相结合的办法，可解决这一问题。
[0003]叶片下缘板特征模拟件被用来进行疲劳试验，以模拟真实叶片下缘板倒角部位的破坏过程。叶片下缘板特征模拟件的设计过程中需要考虑的问题包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶涡轮叶片下缘板倒角部位低周疲劳模拟件设计方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤(1)：针对叶片下缘板倒角部位提取形状、尺寸特征参数，获取涡轮叶片下缘板倒角部位的几何模型；为研究叶片下缘板的不同倒角大小对涡轮叶片疲劳强度的影响，对四种不同半径的倒角进行研究，所述倒角的半径R分别选为1mm、2mm、3mm、4mm，所述倒角分别与叶身及榫头相切；步骤(2)：根据需要研究的倒角大小，在保证考核部位与模拟件考核段几何相同的情况，设计出初步的模拟件形状，获取涡轮叶片下缘板倒角部位的工况条件以及所述工况条件下的材料性能参数；所述工况条件包括涡轮叶片工作的温度、受到的离心载荷和气动载荷；所述材料性能参数包括涡轮叶片材料的密度、在工作温度下的弹性模量、泊松比、膨胀系数和疲劳本构参数；步骤(3)：依据步骤(1)的所述几何模型和步骤(2)所述的工况条件以及材料性能参数，建立涡轮叶片倒角部位的有限元分析模型，通过调整、优化模拟件的部分尺寸参数，使得模拟件危险部位与...

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