[發明專利]一種變溫變載蠕變等效加速譜編制方法有效
| 申請號： | 202011556547.1 | 申請日： | 2020-12-24 |
| 公開（公告）號： | CN112730117B | 公開（公告）日： | 2022-07-12 |
| 發明（設計）人： | 宋迎東;趙旭;孫志剛;牛序銘;常亞寧;彭秋洪 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G01N3/36 | 分類號： | G01N3/36;G01N3/18 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 陳國強 |
| 地址： | 210016 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 變溫變載蠕變 等效 加速 編制 方法 | ||
本發明公開了一種變溫變載蠕變等效加速譜編制方法，包括如下步驟：分別進行材料高溫拉伸試驗、材料高溫蠕變試驗、兩級變溫變載蠕變試驗，基于兩級變溫變載蠕變損傷累積模型，計算得到蠕變損傷累積模型中參數p的值；根據多級變溫變載蠕變載荷非線性損傷累積模型，利用參數p的值，計算多級變溫變載蠕變載荷譜所造成的損傷D，基于損傷D一致原則，將多級變溫變載蠕變載荷譜轉化為一級最大蠕變載荷的等效加速譜，最終編制得到變溫變載蠕變等效加速譜。本發明可以將大量小的蠕變載荷按照損傷等效的原則折算到大的蠕變載荷狀態，極大節省蠕變試驗時間。
技術領域
本發明涉及一種變溫變載蠕變等效加速譜編制方法，屬于高溫結構強度與完整性領域。
背景技術
隨著航空技術的發展，航空發動機的壽命不斷延長，目前軍用發動機的壽命已經達到6000小時，而民用航空發動機的壽命更是長達上萬小時。傳統全壽命試車方法已經遠遠滿足不了試車需求，進行一次全壽命試車將花費數月甚至數年，存在成本高、周期長等弊端。因此，必須要在全壽命試車譜的基礎上編制得到加速譜。
對于航空發動機渦輪葉片、輪盤、噴嘴環等關鍵件，經常承受變溫變載蠕變載荷的影響，并最終產生蠕變損傷，導致斷裂。因此，在編制加速譜時，必須將長時間的變溫變載蠕變載荷等效折算到大的蠕變載荷狀態，從而縮短試車時間。但是目前存在的蠕變載荷等效折算方法普遍存在精度低，方法繁雜，沒有充足的科學依據等問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種變溫變載蠕變等效加速譜編制方法，以更為簡單精確地編制變溫變載蠕變等效加速譜。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種變溫變載蠕變等效加速譜編制方法，包括如下步驟：
步驟1，通過材料高溫拉伸試驗獲得不同溫度Ti下對應的抗拉強度σbi，其中i＝1,2,3......,n；
步驟2，通過材料高溫蠕變試驗獲得在不同的應力溫度(σi,Ti)組合下對應的蠕變斷裂時間tfi；
步驟3，通過兩級變溫變載蠕變試驗獲得每級載荷對應的蠕變持續時間ti；
步驟4，基于兩級變溫變載蠕變損傷累積模型，結合步驟1得到的抗拉強度σb1、σb2，步驟2得到的蠕變斷裂時間tf1、tf2，步驟3得到的蠕變持續時間t1、t2，計算得到蠕變損傷累積模型中參數P的值；
步驟5，根據多級變溫變載蠕變載荷非線性損傷累積模型，利用步驟4得到的參數P的值，計算多級變溫變載蠕變載荷譜所造成的損傷D，基于損傷D一致原則，將多級變溫變載蠕變載荷譜轉化為一級最大蠕變載荷的等效加速譜，最終編制得到變溫變載蠕變等效加速譜。
所述步驟1中，材料高溫拉伸試驗在電液伺服疲勞試驗機上進行。
所述步驟2中，材料高溫蠕變試驗在蠕變試驗機上進行，進行一系列不同應力溫度(σi,Ti)組合下的材料高溫蠕變試驗。
所述步驟3中，根據高溫蠕變試驗結果，在蠕變試驗機上進行兩級變溫變載蠕變試驗，直到發生斷裂，記錄下每級載荷對應的蠕變持續時間ti。
所述步驟4中，兩級變溫變載蠕變損傷累積模型為：
其中，
所述步驟4中，P取多組試驗下的平均值。
所述步驟5中，多級變溫變載蠕變載荷非線性損傷累積模型為：
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