[发明专利]一种基于贝叶斯校准的涡轮盘非局部概率寿命评估方法

摘要

本发明涉及一种基于贝叶斯校准的涡轮盘最弱环非局部概率寿命评估方法，分别设计光滑圆棒试样和涡轮盘特征部位结构模拟件，开展试样低循环疲劳试验；采用最小二乘法回归分析建立三参数幂函数寿命模型；基于结构最弱环法建立涡轮盘结构模拟件疲劳寿命Weibull可靠度函数，采用Weibull分布参数估计法确定寿命分布指数bN及其分布；计算等效能量密度参数获得涡轮盘结构模拟件的疲劳寿命Weibull可靠度函数，得到预测中值寿命NP；采用贝叶斯校准对bN进行校准，采用校准后的bN重新获得涡轮盘结构模拟件的疲劳寿命Weibull可靠度函数，得到涡轮盘结构模拟件预测中值寿命和±3σ寿命曲线。

主权项

1.一种基于贝叶斯校准的涡轮盘最弱环非局部概率寿命评估方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)针对涡轮盘不同部位盘缘、辐板和盘心材料性能差异和结构特征部位应力集中，分别设计光滑圆棒试样和涡轮盘特征部位结构模拟件，并对涡轮盘盘坯取样，通过光滑圆棒应变控制低循环疲劳试验，获得材料的低循环疲劳试验数据；通过开展不同尺寸比例的结构模拟件应力控制试验，获得涡轮盘结构特征部位低循环疲劳寿命试验数据；/n(2)基于步骤(1)获得的材料低循环疲劳试验数据，采用最小二乘法回归分析建立反映能量密度参数和寿命关系的三参数幂函数寿命模型；/n(3)结合步骤(1)获得的材料低循环疲劳试验数据和涡轮盘结构特征部位低循环疲劳寿命试验数据，基于结构最弱环法建立涡轮盘结构模拟件疲劳寿命Weibull可靠度函数，采用Weibull分布参数估计法确定Weibull可靠度函数的寿命分布指数b_N及其分布；/n(4)对涡轮盘结构模拟件进行有限元分析，结合步骤(3)获得的寿命分布指数b_N计算涡轮盘结构模拟件有效体积V_EW上的等效能量密度参数进而根据步骤(2)建立的三参数幂函数寿命模型得到涡轮盘结构模拟件的疲劳寿命Weibull可靠度函数，当可靠度或失效概率取0.5时，得到涡轮盘结构模拟件的预测中值寿命N_P；/n(5)结合步骤(1)获得的涡轮盘特征部位低循环疲劳寿命试验数据，采用贝叶斯校准对b_N进行校准，基于MCMC抽样方法获得校准的b_N后验分布，采用校准后的b_N重复步骤(4)获得涡轮盘结构模拟件的疲劳寿命Weibull可靠度函数，当可靠度或失效概率取0.5时，得到涡轮盘结构模拟件的预测中值寿命N_P；当可靠度分别取0.9987和0.0013时，得到涡轮盘结构模拟件的±3σ寿命曲线。/n