申请/专利权人：中国航发四川燃气涡轮研究院

申请日：2023-09-01

公开（公告）日：2024-01-09

公开（公告）号：CN116842876B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/23;G06F30/17;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.09#授权;2023.10.24#实质审查的生效;2023.10.03#公开

摘要：本发明属于压气机设计技术领域，提供了一种压气机导叶的振动应力反推方法，包括：获取未知导叶的初期裂纹平面方向角；对未知导叶进行模态分析，依据裂纹源区和初期裂纹平面方向角，确定未知导叶的共振振型；基于有限元模态分析和共振分析，获取未知导叶发生共振振型时最大振动应力部位及其工作温度和稳态应力；对已知导叶进行已知振动应力的振动疲劳试验，获取已知导叶最大振动应力部位在共振振型、在工作温度条件的疲劳断口；建立未知导叶与已知导叶疲劳断口的疲劳裂纹间距与振动应力的关系式；对未知导叶的振动应力定量反推。上述振动应力反推方法能够消除应力强度因子计算中形状因子、裂纹尺寸影响，以准确的反推出未知导叶的振动应力。

主权项：1.一种压气机导叶的振动应力反推方法，其特征在于，包括：S1、依据未知导叶疲劳断口的裂纹源区，获取靠近裂纹源区的初期裂纹平面方向角；S2、对未知导叶进行模态分析，并依据裂纹源区和初期裂纹平面方向角，确定未知导叶的共振振型，包括：S21、对未知导叶进行模态分析，获取未知导叶各阶振型以及每阶振型所对应的振动应力分布；S22、依据振动应力分布，获取未知导叶各阶振型的最大应力点及最大应力点对应的方向角；S23、将未知导叶各阶振型的最大应力点与裂纹源区比较，提取与裂纹源区位置一致的振型；S24、对与裂纹源区位置一致的振型进行判断，包括：S241、若与裂纹源区位置一致的振型只有一个，则确定该振型为未知导叶的共振振型；S242、若与裂纹源区位置一致的振型有多个，则依据初期裂纹平面方向角和各阶振型的最大应力点对应的方向角确定未知导叶的共振振型；S3、基于有限元模态分析技术和共振分析技术，获取未知导叶发生共振振型时最大振动应力部位及其工作温度和稳态应力；S4、对已知导叶进行已知振动应力下的高温高周疲劳试验，获取已知导叶最大振动应力部位在共振振型和工作温度条件下的疲劳断口；S5、建立未知导叶与已知导叶的疲劳裂纹间距与振动应力的关系式，包括：S51、依据材料性能参数，分别获取工作温度下已知导叶和未知导叶的疲劳裂纹扩展速率；S52、依据稳态应力、疲劳裂纹扩展速率、以及疲劳断口时的疲劳裂纹间距和振动应力，建立未知导叶与已知导叶的疲劳裂纹间距与振动应力的关系式，所述关系式的表达式为：，其中，为未知导叶的振动应力，为未知导叶裂纹长度处对应的疲劳裂纹间距，为已知导叶相同裂纹长度处对应的疲劳裂纹间距，m、n均为材料性能参数，为根据有限元模态分析技术获得的工作温度下未知导叶最大振动应力部位的稳态应力，为进行高温高周疲劳试验时已知导叶上最大振动应力部位加载的振动应力幅值；S6、采用关系式对未知导叶的振动应力定量反推，计算获得未知导叶的振动应力。

全文数据：

权利要求：

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