[发明专利]镍基单晶气膜孔结构件原始疲劳质量的评估方法

说明书

本公开是关于一种镍基单晶气膜孔结构件原始疲劳质量的评估方法。该评估方法包括：提供多组试验件，每组均包括多个试验件，对各组试验件预设不同条件进行疲劳测试；疲劳测试完成后，对试验件进行金相观测并进行断口分析；获取测试数据，根据所述测试数据确定TTCI分布；根据所述TTCI分布与所述断口分析的数据确定EIFS控制方程，并建立通用EIFS分布；根据所述通用EIFS分布确定试验件寿命；确定原始疲劳质量符合性判据；将确定的试验件寿命与所述判据进行比较；输出原始疲劳质量评估结果。本公开提供的评估方法，能够预测出在不同条件下的气膜孔结构疲劳寿命，从而基于原始疲劳质量符合检查判据，实现对气膜孔结构件原始疲劳质量的设计进行判定。

技术领域

本公开涉及耐久性设计技术领域，具体而言，涉及一种镍基单晶气膜孔结构件原始疲劳质量的评估方法。

背景技术

耐久性设计是指导飞机、汽车、船舶等结构设计的重要思想之一，在进行耐久性分析时，需要获取材料与结构的原始疲劳质量(IFQ，Initial FatigueQuality)，而当量初始缺陷尺寸(EIFS，Equivalent Initial Flaw Size)分布作为原始疲劳质量模型的重要组成部分，用来描述材料结构的原始疲劳质量，直接影响着耐久性分析结果。

目前，镍基单晶材料广泛应用于军用、民用飞机发动机气冷涡轮叶片，在航天飞机、地面和航海燃气涡轮发动机上的应用也日益广泛。现在航空发动机涡轮叶片上广泛采用气冷技术，为了提高冷却效果，往往采用激光等制孔工艺，在叶片前缘部位加工大量的密排气膜孔。

然而，涡轮单晶叶片断裂的故障时有发生，通过叶片断口分析和发动机监测表明，大部分断裂为叶片的表面质量缺陷所引起的。因此，有必要对镍基单晶气膜孔结构件进行耐久性评估。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种能够对镍基单晶气膜孔结构件原始疲劳质量进行评估的方法，以节约经济与时间成本，减少试验工作量。

根据本公开的一个方面，提供了一种镍基单晶气膜孔结构件原始疲劳质量的评估方法。该评估方法包括：

提供多组试验件，每组均包括多个试验件，对各组试验件预设不同条件进行疲劳测试；

疲劳测试完成后，对试验件进行金相观测并进行断口分析；

获取测试数据，根据所述测试数据确定TTCI分布；

根据所述TTCI分布与所述断口分析的数据确定EIFS控制方程，并建立通用EIFS分布；

根据所述通用EIFS分布确定试验件寿命；

确定原始疲劳质量符合性判据；

将确定的试验件寿命与所述判据进行比较；

输出原始疲劳质量评估结果。

在本公开的一种示例性实施例中，所述提供多组试验件，每组均包括多个试验件，对各组试验件预设不同条件进行疲劳测试，包括：

试验件提供三组，每组试验件为6-10个，所述试验件为14孔标准平板试验件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述试验件材料为单晶高温合金。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测试数据包括每组试验件在疲劳断裂后的试验循环数以及裂纹长度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述TTCI分布函数F_T(t)为：