【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航空发动机，尤其涉及一种发动机关键件疲劳试验载荷确定方法。
技术介绍
1、航空发动机关键件低循环疲劳试验载荷设计时，需要保证试验件与发动机应力相当、损伤一致。一般用试验器系数和损伤比来表征试验件与发动机状态的差异。通常情况下，试验件与发动机的最小应力、最大应力均不同，导致影响低循环疲劳寿命的应力范围与平均应力不同，而试验器系数使用最大应力或应力范围表征，未考虑平均应力的影响。
2、如此，为了保证试验器系数在设计要求范围内，试验件与发动机的一次循环损伤比不等于1.0，导致试验考核过轻或过重，反过来调整试验循环数，进而与发动机状态有所偏离，形成加速或减速试验过程，不符合低循环疲劳试验正常考核要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，使用有效应力综合考虑应力幅、平均应力及温度影响，更加准确地确定低循环疲劳试验载荷。
2、本申请实施例提供一种发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，包括：
3、进行发动机实际运行状态下的关键件应力分析，获得每个所述关键件上关键部位的应力循环中的最大应力σmax1和最小应力σmin1，并将所述最小应力σmin1等效到所述最大应力σmax1对应温度下的等效最小应力σ'min1，
4、基于所述最大应力σmax1和所述等效最小应力σ'min1，构建每个所述关键件的发动机实际运行状态下等寿命曲线；
5、基于所述发动机实际运行状态下等寿命曲线，将σ'min1-
6、根据发动机实际运行状态下的每个所述关键件上关键部位的参数数据确定试验件的初始试验载荷；
7、基于所述初始试验载荷，进行发动机试验状态下的各所述关键件的应力分析，获得发动机试验状态下有效应力σeff2；
8、基于所述发动机实际运行状态下有效应力和所述发动机试验状态下有效应力获得试验器系数k；
9、当所述试验器系数k不符合预设要求时，对试验载荷进行调整，直至所述试验器系数k符合预设要求，并获得满足设计要求的试验载荷。
10、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述将所述最小应力σmin1等效到所述最大应力σmax1对应温度下的等效最小应力σ'min1，包括：
11、获取最小应力σmin1对应的温度tmin1和最大应力σmax1对应的温度tmax1；
12、获取所述温度tmin1对应的拉伸强度σb,tmin1和所述温度tmax1对应的拉伸强度σb,tmax1；
13、将所述最小应力σmin1根据所述拉伸强度σb,tmin1和所述拉伸强度σb,tmax1等效到所述最大应力σmax1对应的温度tmax1下的所述等效最小应力σ'min1，所述等效最小应力σ'min1的计算公式为：
14、。
15、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述基于所述最大应力σmax1和所述等效最小应力σ'min1，构建每个所述关键件的发动机实际运行状态下等寿命曲线，包括：
16、构建横坐标为平均应力、纵坐标为应力幅的坐标系；
17、将作为所述坐标系中的第一点，将作为坐标系中的第二点；
18、基于所述第一点和所述第二点的连线构建所述发动机实际运行状态下等寿命曲线。
19、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述发动机实际运行状态下有效应力σeff1的计算公式为：
20、。
21、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述初始试验载荷包括初始谷值试验载荷和初始峰值试验载荷，所述初始峰值试验载荷在发动机载荷的基础上考虑修正系数，所述初始谷值试验载荷为由试验设备限制的最低载荷。
22、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述当所述试验器系数k不符合预设要求时，对试验载荷进行调整，直至所述试验器系数k符合预设要求，并获得满足设计要求的试验载荷，包括：
23、若所述试验器系数k不符合预设要求，则调整所述修正系数，重新确定试验载荷，直至所述试验器系数k符合预设要求，获得满足设计要求的试验载荷。
24、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述修正系数的调整方式包括：
25、当试验件的温度载荷不变，其他载荷为压力载荷和轴向力载荷时，所述修正系数kk的调整方式为：kk=kk0/k；
26、当试验件的温度载荷不变，其他载荷为转速载荷时，所述修正系数kk的调整方式为：，
27、其中，kk0为前一次修正系数。
28、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述获得发动机试验状态下有效应力σeff2，包括：
29、进行发动机试验状态下的关键件应力分析，获得每个所述关键件上关键部位的应力循环中的最大应力σmax2和最小应力σmin2，并将所述最大应力σmax2和所述最小应力σmin2等效到发动机实际运行状态的所述最大应力σmax1对应温度下的等效最大应力σ'max2和等效最小应力σ'min2；
30、基于所述最大应力σ'max2和所述等效最小应力σ'min2，构建试验件的试验状态下等寿命曲线；
31、基于所述试验状态下等寿命曲线，将σ'min2-σ'max2-σ'min2的应力循环等效为0-σeff2-0的应力循环。
32、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述将所述最大应力σmax2和所述最小应力σmin2等效到发动机实际运行状态的所述最大应力σmax1对应温度下的等效最大应力σ'max2和等效最小应力σ'min2，包括：
33、获取最小应力σmin2对应的温度tmin2和最大应力σmax2对应的温度tmax2；
34、获取所述温度tmin2对应的拉伸强度σb,tmin2和所述温度tmax2对应的拉伸强度σb,tmax2；
35、将所述最大应力σmax2和所述最小应力σmin2根据所述拉伸强度σb,tmax1、所述拉伸强度σb,tmin2和所述拉伸强度σb,tmax2等效到发动机实际运行状态的所述最大应力σmax1对应温度下的所述等效最大应力σ'max2和所述等效最小应力σ'min2，所述等效最大应力σ'max2和所述等效最小应力σ'min2的计算公式为：
36、，
37、。
38、根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述发动机试验状态下有效应力σeff2的计算公式为：
39、。
40、有益效果：本申请实施例中的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，综合考虑应力幅、平均应力、温度的影响，提高了确定低循环疲劳试验载荷的准确性，能够较好地考核关键件的低循环疲劳寿命。
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1.一种发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述将所述最小应力σmin1等效到所述最大应力σmax1对应温度下的等效最小应力σ'min1，包括：
3.根据权利要求2所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述基于所述最大应力σmax1和所述等效最小应力σ'min1，构建每个所述关键件的发动机实际运行状态下等寿命曲线，包括：
4.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述发动机实际运行状态下有效应力σeff1的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述初始试验载荷包括初始谷值试验载荷和初始峰值试验载荷，所述初始峰值试验载荷在发动机载荷的基础上考虑修正系数，所述初始谷值试验载荷为由试验设备限制的最低载荷。
6.根据权利要求5所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述当所述试验器系数K不符合预设要求时，对试验载荷进行调整，直至所述试验器系数K
7.根据权利要求6所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述修正系数的调整方式包括：
8.根据权利要求2所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述获得发动机试验状态下有效应力σeff2，包括：
9.根据权利要求8所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述将所述最大应力σmax2和所述最小应力σmin2等效到发动机实际运行状态的所述最大应力σmax1对应温度下的等效最大应力σ'max2和等效最小应力σ'min2，包括：
10.根据权利要求8所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述发动机试验状态下有效应力σeff2的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述将所述最小应力σmin1等效到所述最大应力σmax1对应温度下的等效最小应力σ'min1，包括：
3.根据权利要求2所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述基于所述最大应力σmax1和所述等效最小应力σ'min1，构建每个所述关键件的发动机实际运行状态下等寿命曲线，包括：
4.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述发动机实际运行状态下有效应力σeff1的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的发动机关键件疲劳试验载荷确定方法，其特征在于，所述初始试验载荷包括初始谷值试验载荷和初始峰值试验载荷，所述初始峰值试验载荷在发动机载荷的基础上考虑修正系数，所述初始谷值试验载荷为由试验设备限制的最低载荷。
【专利技术属性】
技术研发人员：程荣辉，陈妍妍，孙海鹤，庞燕龙，颜业浩，张少平，曾瑶，秦仕勇，沈庆阳，黄翔龙，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：
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