用于预测发动机轮盘低周疲劳性能的模拟件的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于预测发动机轮盘低周疲劳性能的模拟件的设计方法，包括以下步骤：提取待模拟工件的结构特征，用有限元对结构特征进行受力分析；对提取的结构特征进行等效简化处理；用有限元对模拟件进行受力分析，若模拟件的应力梯度和应变梯度与结构特征不一致，则调整模拟件直至模拟件的应力梯度和应变梯度与结构特征一致；对模拟件进行低周疲劳试验，对待模拟工件进行旋转疲劳试验，若模拟件的疲劳失效位置和疲劳失效方式与待模拟工件不一致，则调整模拟件直至模拟件的疲劳失效位置和疲劳失效方式与待模拟工件一致

【技术实现步骤摘要】
用于预测发动机轮盘低周疲劳性能的模拟件的设计方法


[0001]本专利技术属于金属材料性能测试
，具体涉及一种用于预测发动机轮盘低周疲劳性能的模拟件的设计方法
。

技术介绍

[0002]众所周知，轮盘是航空发动机上非常重要的结构关键件，在结构设计过程中要优先考虑轮盘的安全性，特别是航空发动机轮盘的疲劳失效应予以足够重视
。
以压气机轮盘为例，轮盘的盘身结构常常存在一些局部截面急剧变化或者几何不连续区域，例如中心孔
、
偏心通气孔等，这些区域在轮盘承受静载荷或者循环载荷时会产生明显的应力集中，从而导致轮盘在这些区域的局部应力应变超出弹性变形范围而进入塑性变形
。
大量的工程研究结果也证实了这些应力集中的部位往往就是整个轮盘的薄弱部位，同时这些几何不连续区域因为应力集中而导致零件结构内部的应力场分布不再均匀，出现明显的应力梯度，而应力梯度也是评估零件疲劳失效时要考虑的重要影响因素之一
。
[0003]鉴于目前材料的分散性，工艺
、
载荷<br/>、
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于预测发动机轮盘低周疲劳性能的模拟件的设计方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：根据待模拟工件的真实情况，提取出待模拟工件上的结构特征及其相应的结构特征尺寸；步骤二：根据提取出的结构特征及其相应的结构特征尺寸，利用有限元模拟仿真软件中的线弹性力学方法和弹塑性力学方法分别对结构特征进行受力状态分析，分别得到结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布；步骤三：对与提取出的结构特征相邻或位于其附近，且与其无明显结构强度关系的尺寸较小的结构特征及其相应的结构特征尺寸进行等效简化处理，经过等效简化处理后的结构特征与待模拟工件具有相同的形状和尺寸；步骤四：设计模拟件模型，将经过等效简化处理后的结构特征作为模拟件的标距段，将外表面带有螺纹的圆柱作为模拟件的两个夹持段，两个夹持段与标距段的两端分别通过过渡段平滑过渡连接，两个夹持段的中心轴线与标距段的几何中心轴线重合；步骤五：基于模拟件模型，利用有限元模拟仿真软件中的线弹性力学方法和弹塑性力学方法分别对模拟件进行受力状态分析，分别得到模拟件在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布，并分别与步骤二得到的结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布进行对比；步骤六：根据两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布的对比结果进行判断，若模拟件在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布与结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布一致，则结束模拟件模型的设计；若模拟件在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布与结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布不一致，则需要调整模拟件模型中两个夹持段的中心轴线与标距段的几何中心轴线之间的平行偏移位置及其平行偏移距离；步骤七：基于调整后的模拟件模型，利用有限元模拟仿真软件中的线弹性力学方法和弹塑性力学方法分别对模拟件进行受力状态分析，分别得到模拟件在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布，并分别与步骤二得到的结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布进行对比；步骤八：重复步骤六和步骤七，直至模拟件在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布与结构特征在两种力学方法模拟下的应力梯度分布和应变梯度分布一致，即可完成模拟件模型的设计；步骤九：根据模拟件模型制作模拟件，并对其进行低周疲劳试验，得到模拟件的低周疲劳性能测试结果；同时对待模拟工件进行旋转疲劳试验，得到待模拟工件的低周疲劳性能测试结果；步骤十：将模拟件的低周疲劳性能测试结果与待模拟工件的低周疲劳性能测试结果进行对比，若模拟件的疲劳失效位置和疲劳失效方式与待模拟工件的疲劳失效位置和疲劳失效方式一致，则结束模拟件的设计；若模拟件的疲劳失效位置和疲劳失效方式与待模拟工件的疲劳失效位置和疲劳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬轩，张安琴，肖纳敏，蔡建明，毛贺，沙爱学，王江，尹翔，
申请(专利权)人：中国航发贵阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：