一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法技术

技术编号:44723902 阅读:17 留言:0更新日期:2025-03-21 17:50
本发明专利技术提供一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,涉及属于树脂基复合材料风扇叶片榫头结构力学性能评估邻域,首先采集复合材料风扇叶片榫头的铺层截面图像,再进行图像识别得到风扇叶片榫头的铺层中心线数据坐标;随后,发展基于二阶导的曲线分段方法,将铺层中纤维褶皱段和正常弯曲段进行拆分,并进行褶皱角测量;表征褶皱角和榫头空间坐标的映射关系,建立考虑褶皱缺陷分布的有限元计算模型及计算方法。本发明专利技术实现了对树脂基复合材料制造过程中产生的褶皱缺陷的精确识别,以及复杂铺层结构的准确仿真,提升了风扇叶片榫头结构的力学性能评估与优化能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于树脂基复合材料风扇叶片榫头结构力学性能评估邻域,具体涉及一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法


技术介绍

1、复合材料因其轻质、高强、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域得到了广泛应用。特别是在航空航天领域,复合材料被用于制造飞机的机翼、机身、发动机等关键部件,这些部件的性能直接关系到飞行器的安全性能和经济性能。然而,在复合材料的制造过程中,由于树脂基复合材料的固化收缩特性,容易产生褶皱缺陷,这些缺陷不仅影响材料的几何外观质量,更重要的是会降低结构的力学性能,增加层间分层及纤维断裂的风险,从而影响整个结构的安全性和可靠性。

2、榫头作为复合材料风扇叶片固定在轮盘上的重要连接结构,在工作过程中承受离心载荷与气动弯矩,是风扇叶片容易出现应力集中、疲劳损伤的区域,因此,榫头的结构完整性是保证发动机安全运行的基础。与金属叶片榫头相比,复合材料叶片榫头铺层数量多,通过较多的递减铺层在头部分实现厚度变化,满足形状的设计要求,然而复杂的铺层设计极易导致榫头出现缺陷,其中褶皱缺陷是层合复合材料结构中最为常见本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,所述步骤1中,榫头结构样本图像的最小分辨率满足:清楚分辨不同铺层、单个铺层位置以及层厚;铺层中心线重构后的结果精准反映原榫头结构的铺层信息;所述中心线即榫头内部单个铺层的中心线,其由单个铺层在敷设方向的上下边界所确定。

3.如权利要求1所述的一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,所述步骤2中,所述基于曲线二阶导的分段方法包括:针对获得的铺层中心线进...

【技术特征摘要】

1.一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,所述步骤1中,榫头结构样本图像的最小分辨率满足:清楚分辨不同铺层、单个铺层位置以及层厚;铺层中心线重构后的结果精准反映原榫头结构的铺层信息;所述中心线即榫头内部单个铺层的中心线,其由单个铺层在敷设方向的上下边界所确定。

3.如权利要求1所述的一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识别与仿真方法,其特征在于,所述步骤2中,所述基于曲线二阶导的分段方法包括:针对获得的铺层中心线进行二阶导计算,并以曲线二阶导的均方根值作为分割界限,将铺层中心线分割为非褶皱段和褶皱段。

4.如权利要求3所述的一种考虑褶皱角分布的复合材料风扇叶片榫头缺陷识...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡殿印马鹏辉刘茜王荣桥
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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