[发明专利]一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法

权利要求书

1.一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取压气机盘的几何模型，测量压气机盘螺栓孔的孔径、孔边倒角、厚度；所述厚度指压气机盘螺栓孔的径向厚度；

(2)获取压气机盘的工况条件以及压气机盘工作时所述螺栓孔的孔边的应力分布数据以及工况条件下的材料性能参数；所述工况条件包括压气机盘的工作温度场，所述材料性能参数包括压气机盘材料的密度；在工作温度下的弹性模量、泊松比、塑性本构参数和膨胀系数；断裂韧度值；

(3)依据步骤(1)的所述几何模型，步骤(2)的所述典型工况条件以及工况条件下的材料性能参数，建立压气机盘螺栓孔有限元静力分析模型，计算获得压气机盘螺栓孔在工作状态下的应力应变数据；所述应力应变数据包括压气机盘螺栓孔的周向应力最大点上的周向应力值即最大周向应力值，和以压气机盘螺栓孔的最大周向应力值点为起点，沿压气机盘的径向线指向盘缘方向的周向应力分布；

(4)基于步骤(3)得到的压气机盘螺栓孔在工作状态下的应力应变数据，以中心圆孔平板试件为基本形状，以沿模拟件长度方向的单轴拉伸加载为载荷形式，设计压气机盘螺栓孔裂纹扩展特征模拟件，建立压气机盘螺栓孔裂纹扩展特征模拟件的有限元分析模型，对所述模型进行有限元静力分析，使模拟件中心圆孔的周向应力最大值等于步骤(3)中获得的所述最大周向应力值，并使所述模拟件上以压气机盘螺栓孔的周向应力最大点为起点，沿压气机盘的径向线指向盘缘方向的周向应力分布与步骤(3)中获得的周向应力分布保持一致，完成所述模拟件的尺寸参数及模拟件单轴拉伸的载荷大小的确定。

2.根据权利要求1所述的一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述周向应力分布通过测量径向线上若干点的周向应力值来获取。

3.根据权利要求1所述的一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述模拟件的厚度、孔径和孔边倒角，均与压气机盘螺栓孔保持一致。

4.根据权利要求1所述的一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中，有限元静力分析过程为：通过调整压气机盘螺栓孔模拟件的宽度、改变拉伸载荷大小方法，反复对压气机盘螺栓孔模拟件进行有限元静力分析，以保证压气机盘螺栓孔模拟件孔边的应力分布与压气机盘螺栓孔工作时孔边的应力分布一致。