[發明專利]一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法

有效

• 申請號: 202110974313.7
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113776964B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 陳柳;李真成;張聰凱;李興無;沙愛學
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 仉宇

1.一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，安裝好具備預定幾何特征設計的特征結構模擬件，利用有限元模擬的計算方式，獲得特征結構模擬件的施加載荷F與對應最大應力S_MAX之間的關系；

獲取所述特征結構模擬件所采用材料的名義疲勞極限S_life和名義循環周次N_life；

其中，將特征結構模擬件和卡具連接好以后，設置相應材料與接觸屬性，卡具采用純彈性本構，特征結構模擬件利用彈塑性本構，計算載荷F增長過程中模擬件的等效應力分布與最大應力位置，進而獲得特征結構模擬件的最大應力S_max和施加載荷F兩者之間的關系；

步驟2，由名義疲勞極限S_life和預定比例系數得到初始應力，將初始應力作為最大應力S_MAX，并通過上述的關系得到對應的施加載荷F1，以施加載荷F1對特征結構模擬件進行疲勞加載測試；

在疲勞加載測試，以滿足名義循環周次N_life且未發生斷裂為達成條件，每達成條件一次，則初始應力增加5％作為最大應力S_MAX，并通過上述的關系得到對應的施加載荷Fi(i＝2,3,…,n)，以施加載荷Fi對特征結構模擬件繼續進行疲勞加載測試，直至發生斷裂，結束疲勞加載測試；

步驟3，由發生斷裂時的施加載荷F_n和所述關系得到施加載荷F_n所對應的最大應力S_fal；獲取發生斷裂時的施加載荷F_n所對應的疲勞循環周次N_n；

步驟4，根據所述疲勞循環周次N_n和疲勞載荷F_n，計算得到所述特征結構模擬件的疲勞極限S′_e，公式為：其中，

2.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：疲勞循環周次N_n名義循環周次N_life。

3.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：所述特征結構模擬件的幾何特征包括孔、圓角、薄截面、異型截面、非完整性表面中的一種或者多種組合。

4.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：所述特征結構模擬件的材料為Coaxing效應不明顯的金屬中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：所述疲勞加載測試在80％的名義疲勞極限S_life所對應的疲勞測試載荷下實施。

6.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：步驟1中，最大應力S_max根據特征結構模擬件所采用的材料特性選擇Von Mises等效應力或最大主應力。

7.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：步驟2中，所述特征結構模擬件所采用材料的名義疲勞極限S_life和所述疲勞極限S_life對應的名義循環周次N_life的獲取方法為：查找材料性能手冊或利用常規疲勞性能試驗方法獲得。

8.根據權利要求1所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：所述特征結構模擬件材質為鈦鋁合金、鈦合金或鈦基復合材料。

9.根據權利要求4所述的一種特征結構模擬件疲勞極限的測試方法，其特征在于：所述特征結構模擬件的材料為Coaxing效應不明顯的合金。