【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，属于航空发动机轮盘强度设计。
技术介绍
1、先进航空发动机追求更高的推重比。改进航空发动机核心机的设计以提高工作效率，提高发动机推力是一条可行的思路。除此之外，从另一个角度出发，通过应用更高强度的材料，在相同载荷作用下可以将航空发动机部件尺寸设计得更小以减小发动机本身重量，也可以达到提高发动机推重比的目的。sic纤维材料的纵向拉伸强度可达到3800mpa，远高于现阶段使用的粉末冶金材料的拉伸强度(1500mpa左右)，因此可将sic纤维材料引入钛合金基体，得到承载能力更强的sic纤维增强复合材料轮盘。在将sic纤维增强复合材料轮盘进行航空发动机整机装配使用前，需要先进行轮盘的超转、破裂及低循环寿命部件考核试验，满足各项部件考核要求后才能将sic纤维增强复合材料轮盘用于航空发动机整机装机。
2、国内现阶段对sic纤维增强复合材料轮盘的研究还停留在航空发动机部件试验阶段，尚未实现整机装机，整体的需求量还没有提升，因此目前sic纤维增强复合材料轮盘的制备是比较昂贵的。以往国内在进行航空发动机轮盘的部件试验时，一般是超转、破裂试验规划一个试验件轮盘，低循环试验规划另外的试验件轮盘。超转、破裂后的试验轮盘进行报废处理，不再用于其它试验，造成资源浪费。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，该sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法可以评估经历超转、破裂试验后的
2、本专利技术通过以下技术方案得以实现。
3、本专利技术提供的一种sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，包括以下步骤：
4、①超转试验：进行sic纤维增强复合材料轮盘在轮盘超转载荷下的应力计算，得到sic纤维增强复合材料轮盘的应力分布，根据应力分布确定sic纤维增强复合材料轮盘的寿命薄弱点，利用sic纤维增强复合材料的应力应变、应变寿命公式计算超转载荷下的寿命循环数和单次损伤；
5、②破裂试验：分别计算破裂载荷和低循环载荷下的应力，利用sic纤维增强复合材料的应力应变、应变寿命公式计算破裂载荷和低循环载荷下的残余压应力，进一步可得到残余压应力的差值，在sic纤维增强复合材料的应变寿命公式中用残余压应力的差值对平均循环应力进行修正，得到此时sic纤维增强复合材料轮盘考虑破裂试验后的低循环寿命；
6、③低循环试验：根据超转载荷下的寿命循环数和破裂试验后的低循环寿命评估sic纤维增强复合材料轮盘在超转破裂试验后的低循环寿命。
7、所述轮盘超转载荷为，发动机最大允许使用转速×115％时的载荷。
8、所述破裂载荷为，发动机最大使用转速×120％时的载荷。
9、所述低循环载荷，为发动机标准使用转速时的载荷。
10、所述步骤①中寿命循环数和单次损伤互为倒数。
11、所述步骤③中，超转破裂试验后的低循环寿命c采用如下方式计算：
12、c＝(1-1/a)×b
13、式中，a为超转载荷下的寿命循环数，b为破裂试验后的低循环寿命。
14、所述步骤①中，应力计算采用如下公式：
15、σ＝eε
16、ε＝δl/l
17、式中，σ为应力，e为弹性模量，ε为应变，δl为变形量，l为初始长度。
18、所述步骤①中，超转载荷下的寿命循环数采用如下公式：
19、
20、
21、式中，δσ为应力范围，δε为应变范围，k'为循环硬化系数，n'为循环硬化指数，e为弹性模量，σm为应力循环平均应力，σ′f为疲劳强度系数，b为疲劳强度指数，ε′f为疲劳延性系数，c为疲劳延性指数，nf为寿命循环。
22、本专利技术的有益效果在于：可以评估超转、破裂试验后sic纤维增强复合材料轮盘的剩余低循环寿命，在剩余低循环寿命满足要求的情况下，可利用超转、破裂试验后的轮盘试验件进行低循环试验寿命考核，而不需采用新加工的轮盘试验件进行试验，大幅降低了航空发动机新研部件试验考核的成本，尤其是针对sic纤维增强复合材料轮盘这类尚未形成大批量需求的试验件，其节约成本的效果更加显著。
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1.一种Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述轮盘超转载荷为，发动机最大允许使用转速×115％时的载荷。
3.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述破裂载荷为，发动机最大使用转速×120％时的载荷。
4.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述低循环载荷，为发动机标准使用转速时的载荷。
5.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述步骤①中寿命循环数和单次损伤互为倒数。
6.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述步骤③中，超转破裂试验后的低循环寿命C采用如下方式计算：
7.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述步骤①中，应力计算采用如下公式：
8.如权利要求1所述的Sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，
...【技术特征摘要】
1.一种sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述轮盘超转载荷为，发动机最大允许使用转速×115％时的载荷。
3.如权利要求1所述的sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述破裂载荷为，发动机最大使用转速×120％时的载荷。
4.如权利要求1所述的sic纤维增强复合材料低循环寿命评估方法，其特征在于：所述低循环载荷，为发动机标准使用转速时的载荷。
5.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，杨昌美，杨洪伟，韦日光，高阳，
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：
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