[发明专利]一种航空发动机涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命预测方法，包括：基于线性累积损伤模型，将复合疲劳损伤修正为高周疲劳损伤、低周疲劳损伤及耦合损伤；基于航空发动机的服役载荷特征，将高周损伤和耦合损伤定义为变量损伤；根据高低周复合试验载荷谱，确定变量损伤为高周疲劳寿命和四个特征参量的函数，得到变量损伤的表达式，引入等效应力幅值比，建立高低周复合疲劳寿命预测模型，并预测其复合疲劳寿命。本发明方法可快速预航空发动机测涡轮叶片在复合加载条件下的疲劳寿命，为金属材料和涡轮叶片的可靠性设计和评估提供理论参考。

主权项

1.一种航空发动机涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命预测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，将高低周复合疲劳线性累积损伤模型引入发动机涡轮叶片高低周复合疲劳的寿命预测；步骤2，根据高低周复合疲劳的失效机理，结合高低周复合疲劳试验载荷谱，将复合疲劳损伤修正为高周疲劳损伤D_H、低周疲劳损伤D_L及耦合损伤D_C三部分之和；步骤3，在已知发动机的转速时，低周疲劳寿命为常数，高周振动载荷产生的高周疲劳损伤和耦合损伤为变量，将高周损伤和耦合损伤定义为变量损伤D_V；步骤4，根据高低周复合试验载荷谱的高周应力幅值σ_H、低周应力幅值σ_L、高周载荷频率f_H和低周载荷频率f_L四个特征参量，变量损伤是高周疲劳寿命N_HCF和四个特征参量的函数，变量损伤为F(N_HCF,σ_H,σ_L,f_H,f_L)；根据复合损伤与变量损伤的关系，得到变量损伤的表达式；步骤5，考虑载荷间的交互作用，引入最大应力，得到等效应力幅值比，高低周复合载荷下的复合寿命。