[发明专利]一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法

说明书

本发明公开了一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法，包括如下步骤：建立热机械的动力学模型，获得硬点文件；形成一个可修改的硬点表；建立一硬点热机械构造模型；对硬点热机械构造模型进行参数化处理；建立热机械各部件的热机械部件构造点线模型；设计各部件的详细模数，并构建热机械参数化DMU模型；在热机械参数化DMU模型中插入虚拟传感器和虚拟作动器，进行热机械的性能分析。本发明在进行设计的同时可以完成热机械的性能分析和检测，实现了建筑设计和性能化设计的融合，且可根据不同的需求进行热机械的优化。本发明通过热机械参数模型的构建与仿真分析的模式实现了热机械的疲劳试验，充分考虑了各种参数对热机械各部件的性能影响情况。

技术领域

本发明涉及热机械检测领域，具体涉及一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法。

背景技术

热机疲劳强度设计是航空发动机、燃气涡轮机等高温部件强度设计的重要内容。实际服役中的发动机在启动，稳态飞行以及停机时，其发动机的涡轮叶片不仅仅承受恒温载荷同时也承受热机载荷的影响。这种加载条件大大缩短了涡轮发动机叶片的寿命同时降低了发动机关键零部件的可靠性。

目前热机械疲劳的寿命预测主要是使用在高温条件下的等温疲劳进行评估，而这种情况下却忽视了温度变化对发动机的损伤，所以这种传统的用高温疲劳来预测热机械疲劳方法的可靠性存在不确定性。因此，考虑温度变化产生的热应变对热机疲劳的影响，研究一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法，通过热机械参数模型的构建与仿真分析的模式实现了热机械的疲劳试验，同时整个过程中充分考虑了各种参数对热机械各部件的性能影响情况。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法，包括如下步骤：

S1、根据热机械的结构形式以及平顺性和操纵稳定性参数要求，使用ADAMS建立热机械的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括所述热机械的各硬点的位置信息；

S2、读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表；

S3、根据硬点表建立一硬点热机械构造模型，该硬点热机械构造模型中包括热机械的所有硬点坐标；

S4、对所述硬点热机械构造模型进行参数化处理，使所述硬点热机械构造模型与硬点表建立关联，并发布硬点热机械构造模型中已关联的各硬点；

S5、根据硬点热机械构造模型，建立热机械各部件的热机械部件构造点线模型，每个热机械部件构造点线模型包括所述发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

S6、根据热机械部件构造点线模型设计部件的详细数模；

S7、建立热机械点线DMU模型，并将各部件的详细数模装饰到热机械点线DMU模型的相应点线部件上，获得热机械参数化DMU模型；

S8、在所得的热机械参数化DMU模型中插入虚拟传感器和虚拟作动器，将虚拟作动器与热机械参数化DMU模型中的各元素建立关系，使得其可在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；

S9、驱动虚拟作动器循环执行仿真分析模块从而实现热机械疲劳试验，将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器显示预测分析结果。

优选地，所述虚拟传感器为在热机械参数化DMU模型中插入的可以获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元。所述虚拟传感器至少包括温度传感器、变形传感器、加速度传感器、声与振动传感模块、表面电位变化或感应电流的检测模块以及光弹性效应监测模块。