[发明专利]一种外物损伤缺口分析中的网格尺寸反演方法

权利要求书

1.一种外物损伤缺口分析中的网格尺寸反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、根据真实叶片模型建立叶片的有限元数值仿真模型，对有限元数值仿真模型型施加与工作载荷相同的转速及边界条件，计算出叶片的动频及振动应力分布，提取一阶振动应力最大点为外物损伤撞击点；在真实叶片模型中找到该外物损伤撞击点，选择模拟外物损伤试验的冲击速度、冲击角度、外物类型，并使用空气炮试验系统开展真实叶片模型的外物损伤试验，再观察不同工况下真实叶片模型的外物损伤的缺口几何特征，该缺口几何特征包括撞击坑最大直径，撞击坑深度；

(2)、利用步骤(1)中建立的叶片数值仿真模型，在动力学分析软件中使用Johnson-Cook本构模型与失效模型、Gruneisen状态方程进行数值模拟计算，模拟不同材料、不同尺寸的外物以不同的冲击速度、冲击角度撞击模拟叶片的过程，计算获得外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值；外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值包括撞击坑最大直径，撞击坑深度；

(3)、将真实叶片模型外物损伤试验获得的缺口几何特征与外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值进行对比，比较缺口几何特征的试验值与外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值的差值，验证外物损伤试验仿真计算与试验的吻合性并确定吻合性阈值，选取符合吻合性阈值要求的对于的外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值作为试验模拟参数；

(4)、使用BP网络神经进行理想网格尺寸的选取，根据步骤(3)选取的试验模拟参数，对外物损伤试验获得的缺口几何特征与外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值进行分析与总结，以外物损伤有限元网格尺寸为输入参数，以外物损伤试验获得的缺口几何特征与外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值的差值为目标函数，给定残差，循环迭代，得到外物损伤试验获得的缺口几何特征与外物损伤缺口几何特征尺寸模拟值的差值的神经网络模型；

(5)、运行步骤(4)得到的神经网络模型，给定网格尺寸的范围区间，进行迭代，直至获得最佳的缺口几何特征尺寸的试验值与模拟值的差值，选取这时候的网格尺寸作为最优网格尺寸。

2.根据权利要求1所述的网格尺寸反演方法，其特征在于，步骤(1)中，利用UG工程建模软件建立叶片的数值仿真模型，在ANSY有限元分析软件中对建立的叶片有限元模型进行模态分析。

3.根据权利要求1或2所述的网格尺寸反演方法，其特征在于，步骤(1)中，根据航空发动机叶片相关维修准则边界尺寸和外场叶片的损伤数据统计，确定需要考核的损伤严重程度，包括撞击坑最大直径，撞击坑深度，选择适当的模拟外物损伤试验的冲击速度、冲击角度、外物类型。使用空气炮试验系统开展外物损伤试验。

4.根据权利要求3所述的网格尺寸反演方法，其特征在于，步骤(1)中，利用扫描电镜等观测手段观察不同工况下外物损伤的缺口几何特征。

5.根据权利要求1或2所述的网格尺寸反演方法，其特征在于，步骤(2)中，在LS-DYNA动力学分析软件中使用Johnson-Cook本构模型与失效模型、Gruneisen状态方程进行数值模拟计算。