[发明专利]一种叶片结构模拟件的试验方法

摘要

本发明涉及一种叶片结构模拟件的试验方法，基于损伤部位形状相同、应力及应力分布相同或近似的原则进行叶片叶身模拟件的设计，可以有效反映叶片工作过程中危险部位的应力状态。在模拟试验件上施加叶片危险截面处载荷、温度，进行疲劳、蠕变以及交互作用寿命试验，可以精确确定叶片服役寿命和揭示其损伤失效机理。

主权项

1.一种叶片结构模拟件的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对叶片进行流‑热‑固耦合分析，获取服役状态下叶片的温度场和应力场；步骤二：确定叶片危险部位：基于步骤一所获得的温度场和应力场，参考发动机使用中叶片裂纹部位及故障情况，确定叶片容易发生破坏的危险部位；步骤三：确定叶片模拟件，分为以下子步骤：子步骤一：由上述步骤二中获得的叶片危险部位，以叶片危险部位为基础,沿叶片展向分别向叶尖和叶根方向延伸，延伸的末端分别设为上截面(a)和下截面(b)，使上截面(a)和下截面(b)之间部分能够包含叶片危险部位，作为模拟件试验段；子步骤二：分别以上截面(a)和下截面(b)为基准，分别向叶尖和叶根方向扩展至截面c、截面d，形成试验过渡段(3、4)；子步骤三：在截面c、截面d上，沿叶片展向延伸形成平台与夹持段，用于连接试验机；子步骤四：在有限元计算软件中施加载荷于模拟试验件夹持段上，对模拟试验件夹持段进行强度分析，通过调整截面c、d之间的偏移量和加载载荷大小，使模拟件试验段应力和步骤二中的叶片危险部位应力大小、分布一致或相似，危险部位应力集中处应力差距在2％以内；步骤四：进行模拟件试验件加工，开展模拟件服役环境下的寿命试验，进行数据处理获得模拟件平均寿命以及寿命的置信区间；模拟件断裂后，结合宏观端口分析、微观断口分析，分析裂纹萌生部位、扩展情况，确定断裂模式；结合不同试验阶段的微观组织演化分析，揭示叶片的损伤失效机理。