一种航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法技术

技术编号:44948540 阅读:29 留言:0更新日期:2025-04-12 01:22
本发明专利技术提供一种航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,首先基于冲击‑腐蚀耦合损伤叶片进行参数测量,计算得到分形维数及应力集中系数,利用分形维数和应力集中系数对等效应力进行修正,得到修正的临界距离模型,利用修正的临界距离模型对耦合损伤叶片的疲劳极限进行预测计算。本发明专利技术提供的叶片高周疲劳极限预测方法创新地将三维分形维数、理论应力集中系数与缺口根部附近的应力梯度分布函数整合到同一模型中,预测计算得到的叶片疲劳极限与试验的实测值高度一致。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机叶片领域,具体涉及一种航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法


技术介绍

1、在飞机起飞、降落及低空飞行的时,航空发动机容易吸入如石头、沙砾、螺栓或铆钉这样的外来物体,进而导致外来物损伤(fod),这种损伤大概率发生在风扇叶片或压缩机叶轮的局部区域,其中超过70%的损伤发生在叶片前沿。常见的损伤形式包括缺口、撕裂、凸起和凹陷,这些损伤会导致撞击点应力集中、残留应力和微结构损伤。

2、此外,发动机服役期间的环境湿度和温度变化可能导致叶片腐蚀损伤,显著降低了叶片的疲劳性能,加速了内部裂纹的萌生。在腐蚀和冲击的耦合作用下,叶片的疲劳极限明显降低,可能在运行过程中产生无法预测的疲劳断裂,进而导致严重的飞行事故,这对航空飞机来说是巨大的隐患。

3、一系列对航空飞机故障原因的分析研究表明,腐蚀损伤和工作疲劳的共同作用是导致材料结构失效进而造成航空飞机发生故障甚至造成灾难的“罪魁祸首”。研究腐蚀和冲击对叶片疲劳极限的综合影响,对于预防和减少由于耦合损伤叶片导致的飞行事故、降低维修成本、提高飞行安全和保证发动机战备完好性具有重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述外物损伤试验包括:利用有限元分析软件对叶片进行模态分析获得叶片的固有频率和振型,确定外物损伤位置,再采用不同尺寸、速度的外物进行外物损失试验。

3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述浸泡腐蚀试验包括:将叶片浸泡在腐蚀液中,对于同组叶片设置不同的浸泡时长,并分别进行叶片表面形貌的测量记录。

4.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述步骤(...

【技术特征摘要】

1.一种航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述外物损伤试验包括:利用有限元分析软件对叶片进行模态分析获得叶片的固有频率和振型,确定外物损伤位置,再采用不同尺寸、速度的外物进行外物损失试验。

3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述浸泡腐蚀试验包括:将叶片浸泡在腐蚀液中,对于同组叶片设置不同的浸泡时长,并分别进行叶片表面形貌的测量记录。

4.根据权利要求1所述的航空发动机叶片高周疲劳极限预测方法,其特征在于:所述步骤(2)包括:采集叶片表面待计算区域的图像数据,利用盒维数法计算分形维数:

5.根据权利要求4所述的航空发动机叶片高周...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗韶孟赵振华陆楷楠张泰斗
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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