中国航发沈阳发动机研究所;南京航空航天大学郭秩维获国家专利权
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龙图腾网获悉中国航发沈阳发动机研究所;南京航空航天大学申请的专利一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116127801B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211626647.6,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法是由郭秩维;唐雪鹤;胡绪腾;韩方军;王相平;金海;李昀睿设计研发完成,并于2022-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法在说明书摘要公布了:本申请属于疲劳寿命计算领域,特别涉及一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法。包括:获取I类循环峰值载荷工况作用下轮盘的应力或应变分布;在轮盘的特征部位预制初始裂纹,得到初始裂纹前缘的应力强度因子分布曲线;根据所述第一裂纹扩展计划,在所述I类循环峰值载荷工况作用下进行裂纹扩展,得到不同裂纹扩展尺寸的裂纹扩展形貌;获取限制载荷工况作用下轮盘的应力或应变分布;计算各个所述裂纹扩展形貌对应裂纹前缘的应力强度因子最大值;拟合裂纹扩展尺寸与所述应力强度因子最大值之间的关系曲线,预测临界裂纹尺寸;计算裂纹扩展寿命。本申请给出的裂纹扩展寿命更为保守,安全性更高。
本发明授权一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑限制载荷工况的轮盘裂纹扩展寿命计算方法,其特征在于,包括: 步骤一、获取I类循环峰值载荷工况,以及在所述I类循环峰值载荷工况作用下轮盘的应力或应变分布; 步骤二、在轮盘的特征部位预制初始裂纹,并计算在所述I类循环峰值载荷工况作用下,初始裂纹前缘的应力强度因子分布曲线; 步骤三、获取第一裂纹扩展计划,并根据所述第一裂纹扩展计划,在所述I类循环峰值载荷工况作用下进行裂纹扩展,得到不同裂纹扩展尺寸的裂纹扩展形貌; 所述第一裂纹扩展计划包括: 以上一个裂纹前缘的应力强度因子中位点对应的裂纹扩展长度的p%作为下一个裂纹前缘的应力强度因子中位点处裂纹扩展增量: Δamedeian=amedeian×p% 裂纹前缘其它点的裂纹扩展增量,根据如下公式计算: Δai=Δamedian×KiKmedian2 其中,amedeian为裂纹前缘的应力强度因子中位点处的裂纹扩展长度,Δamedian为下一个裂纹前缘的应力强度因子中位点处裂纹扩展增量,Ki为裂纹前缘第i点的应力强度因子值,kmedian为裂纹前缘应力强度因子中位值; 步骤四、获取限制载荷工况,以及在所述限制载荷工况作用下轮盘的应力或应变分布; 步骤五、计算在所述限制载荷工况作用下,与各个所述裂纹扩展形貌对应的裂纹前缘的应力强度因子分布曲线,并得到各个所述裂纹扩展形貌对应裂纹前缘的应力强度因子最大值; 步骤六、根据所述第一裂纹扩展计划以及所述应力强度因子最大值,拟合得到裂纹扩展尺寸与所述应力强度因子最大值之间的关系曲线,并通过插值得到材料断裂韧度KC对应的裂纹扩展尺寸,包括: 根据所述第一裂纹扩展计划以及所述应力强度因子最大值,拟合得到裂纹扩展尺寸与所述应力强度因子最大值之间的关系曲线的表达式为: Y=0.8865X7-7.15X6+21.52X5-31.33X4+29.23X3-25.98X2+28.24X+102.6 通过插值得到材料断裂韧度KC=120MPa√m对应的裂纹扩展长度为acritical=20.92mm; 步骤七、获取第二裂纹扩展计划,所述第二裂纹扩展计划中最大裂纹扩展尺寸为材料断裂韧度KC对应的裂纹扩展尺寸,并根据所述第二裂纹扩展计划,在所述I类循环峰值载荷作用下进行裂纹扩展,得到指定裂纹扩展路径下裂纹扩展长度和对应应力强度因子的关系曲线,结合裂纹扩展速率模型,计算得到裂纹扩展长度与扩展寿命曲线,根据裂纹扩展寿命曲线,获得裂纹扩展寿命。
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