[发明专利]一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法

摘要

本发明涉及一种压气机盘螺栓孔模拟件设计方法，步骤为：(1)获取压气机盘的几何模型，测量螺栓孔的孔径、孔边倒角、厚度；(2)获取压气机盘的工况条件以及压气机盘工作时孔边的应力分布数据；(3)建立压气机盘有限元静力分析模型，计算获得压气机盘螺栓孔的应力最大点，获取该点的周向应力值、周向应力梯度；(4)以中心圆孔平板试样为基本形状，结合有限元线弹性分析结果，来确定中心圆孔平板试样的考核段宽度，以保证平板试样孔边的应力分布与压气机盘工作时螺栓孔孔边的应力分布一致。

主权项

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。