[发明专利]一种基于临界面的涡轮轴多轴疲劳寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于临界面的涡轮轴多轴疲劳寿命预测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、通过有限元技术对涡轮轴进行建模及分析，得到危险区域；

S2、对危险区域进行受力分析，得到多组应力应变数据，选择最后两组稳定的应力应变数据作为有效数据；

S3、通过有效数据确定涡轮轴的临界平面；

S4、通过多轴疲劳寿命预测模型在临界平面下对涡轮轴进行疲劳寿命预测。

2.根据权利要求1所述的基于临界面的涡轮轴多轴疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S1中建模及分析具体包括：三维模型建立、材料参数设置、坐标系设置、网格划分、施加载荷和设置边界条件。

3.根据权利要求1所述的基于临界面的涡轮轴多轴疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、在涡轮轴的临界区域，输入有效数据；

S32、依次改变5°方向角以确定候选平面；

S33、通过有效数据计算每个候选平面下的法向应力；

S34、比较每个候选平面下的法向应力，选取最大法向应力所在的候选平面为临界平面。

4.根据权利要求3所述的基于临界面的涡轮轴多轴疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S4中的多轴疲劳寿命预测模型为Fatemi-Socie模型，该模型的公式为：

上式中，Δγ_max为最大剪切应变幅，k为通过拟合疲劳实验数据获得的常数，当数据不足时取1，σ_n,max为最大剪切应变幅平面上的最大应力，σ_y为材料的屈服强度，ε'_f为剪切疲劳延展系数，N_f为疲劳寿命，σ'_f为剪切疲劳强度系数，E弹性模量，b和c为单轴条件下的材料参数。