[發明專利]一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法

有效

• 申請號: 202110776938.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113569392B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李果;丁水汀;周惠敏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F17/11;G06F119/14
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 陳磊;張楨

1.一種符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：利用無損檢測方式對航空發動機中的孔特征表面進行檢測，統計生產過程和維修過程中的缺陷，并測量缺陷長度L₀和缺陷深度H₀，將作為缺陷尺寸；生產過程中的初始缺陷尺寸為生產過程中統計、測量所得的缺陷尺寸；根據維修過程中統計、測量的缺陷尺寸，基于斷裂力學分析，消除缺陷在使用過程中的擴展量，得到維修過程中的初始缺陷尺寸；

S2：按照不同的無損檢測方式，對生產過程和維修過程中的初始缺陷尺寸進行分類，并結合無損檢測的檢出概率，得到真實缺陷總數量，獲取初始缺陷尺寸下對應的超越數；

S3：對所述初始缺陷尺寸和對應的超越數進行擬合，獲取缺陷分布超越數基線；

S4：結合實際統計過程中的缺陷出現概率，對所述缺陷分布超越數基線進行調整，獲得初步的缺陷分布曲線；

S5：結合實際統計過程中的孔數目、孔深度和孔直徑，對初步的缺陷分布曲線進行修正，獲得最終的缺陷分布曲線；

步驟S1中，根據維修過程中統計、測量的缺陷尺寸，基于斷裂力學分析，消除缺陷在使用過程中的擴展量，得到維修過程中的初始缺陷尺寸，具體包括：

將維修過程中統計的缺陷等效為半圓形片狀裂紋，將維修過程中測量的缺陷尺寸等效為半圓形片狀裂紋的半徑；

假設半圓形片狀裂紋滿足Paris裂紋擴展公式：

其中，h表示經歷多次飛行循環后擴展的半圓形片狀裂紋的半徑，N表示飛行循環數，n表示裂紋擴展過程Paris公式中的指數，C表示裂紋擴展過程Paris公式中的常數，ΔK表示裂紋應力強度因子差值，表達式為：

ΔK＝K_max-K_min (2)

其中，K_min＝0，則：

其中，V表示含有半圓形片狀裂紋的體結構的長度，T表示含有半圓形片狀裂紋的體結構的寬度；G表示形狀因子函數，與半圓形片狀裂紋尺寸和含有半圓形片狀裂紋的體結構尺寸相關；σ表示應力分布；

結合Paris裂紋擴展公式(1)與裂紋應力強度因子差值計算公式(3)，得到維修過程中的初始缺陷尺寸h_o：

2.如權利要求1所述的符合適航要求的孔特征表面缺陷分布曲線建立方法，其特征在于，步驟S2，具體包括：

以無損檢測方式為分類標準，將生產過程和維修過程中的初始缺陷尺寸分為目視檢測與熒光檢測兩類；目視檢測的初始缺陷尺寸為a_i，i＝1,2,3,...l，l表示目視檢測方式檢出的缺陷數量；熒光檢測的初始缺陷尺寸為a_i，i＝l+1,l+2,l+3,...m，m-l表示熒光檢測方式檢出的缺陷數量，m表示缺陷統計總個數；

結合目視檢測和熒光檢測的檢出概率，獲得不同初始缺陷尺寸a_i對應的真實缺陷數量：

其中，p_det1(a_i)表示初始缺陷尺寸為a_i時目視檢測方式的檢出概率，p_det2(a_i)表示初始缺陷尺寸為a_i時熒光檢測方式的檢出概率；

真實缺陷總數量為：

建立缺陷超越數方程：

F_S(a_i)＝n_all·P{S≥a_i} (8)

其中，F_S(a_i)表示初始缺陷尺寸a_i下對應的超越數，為超過初始缺陷尺寸a_i的缺陷數量；P{S≥a_i}表示S≥a_i事件發生的概率，S為a_i,i＝1,2,3,...m中的任意一個。