一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法技术

技术编号:42489005 阅读:17 留言:0更新日期:2024-08-21 13:06
本发明专利技术公开了一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,通过损伤等效法则,运用基于连续损伤力学的蠕变‑疲劳损伤演化方程和载荷作用因子,推广到多级得到基于KAM考虑载荷作用次序的谱载荷下非线性累积寿命预测模型,并对某一加速谱下的寿命进行预测。本方法关注材料内晶界取向差变化这一微观结构,考虑载荷作用次序并采用非线性累积法则,能够运用于谱实际发动机谱载荷下的零部件寿命计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温结构强度,具体是一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法


技术介绍

1、航空发动机中关键热端部件以涡轮盘为代表,在服役过程中将承受复杂的循环载荷。高温条件下,涡轮盘受到稳态运行的持续荷载引起的蠕变损伤和由设备启停及温度波动等导致的变化载荷引起的疲劳损伤,这两种损伤将同时作用于涡轮盘。这种情况符合高温随机蠕变-疲劳载荷的典型特征。

2、现有的谱载荷预测方法准确性差的原因有以下两点:一是将蠕变载荷和疲劳载荷分别提取出来计算损伤,然后使用线性累积来计算总的损伤。然而蠕变-疲劳过程中,蠕变与疲劳相互促进,产生比二者加和更严重的损伤;二是没有考虑载荷作用次序的影响,研究指出先作用的高载荷会对后续作用的低载荷产生促进作用,而先作用的低载荷会对后续作用的高载荷产生抑制作用。以上两个原因导致了现有模型预测精度不足。除此之外,计算单级蠕变-疲劳载荷的模型大多基于宏观方面,对微观方面关注不够。

3、因此有必要开展基于微观结构变化考虑载荷作用的谱载荷下非线性累积寿命预测模型。为承受复杂载荷的航空发动机热端部件寿命计算提供有力支撑。...

【技术保护点】

1.一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,其特征在于:包括以下步骤:利用能量参数Ep获得保载时间、应力、加载波形对材料的蠕变-疲劳寿命的影响;根据单轴蠕变-疲劳试验获得材料不同应力和保载时间下的不同寿命分数时的平均应变失效εN和断裂时的平均应变εc-f;

2.根据权利要求1所述的一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,其特征在于:能量参数Ep为应力控制下,加载波形与零应力线所组成的面积,表达式为:

3.根据权利要求1所述的一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,其特征在于:所述选取材料损伤过程中的平均应变作为损伤变量,以连续损伤力学为基础,推导得到恒温下的...

【技术特征摘要】

1.一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,其特征在于:包括以下步骤:利用能量参数ep获得保载时间、应力、加载波形对材料的蠕变-疲劳寿命的影响;根据单轴蠕变-疲劳试验获得材料不同应力和保载时间下的不同寿命分数时的平均应变失效εn和断裂时的平均应变εc-f;

2.根据权利要求1所述的一种基于载荷作用次序的谱载荷寿命预测方法,其特征在于:能量参数ep为应力控制下,加载波形与零应力线所组成的面积,表达式为:

3.根据权利要求1所述的一种基于载荷作...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙志刚赵健宋迎东牛序铭
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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