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龍圖騰網(wǎng)恭喜南京航空航天大學(xué)申請(qǐng)的專利一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114139276B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-03-21發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202111300361.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/15；該發(fā)明授權(quán)一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法是由孫志剛;賀嘉威;宋迎東;李亞松;牛序銘設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-11-04向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法，步驟為：通過(guò)仿真分析方法得到盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位、應(yīng)力分布和應(yīng)力梯度分布；進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣、標(biāo)準(zhǔn)缺口試樣疲勞試驗(yàn)以及常溫、高溫材料靜拉伸試驗(yàn)，并結(jié)合仿真分析結(jié)果和影響因素修正方法，得到考慮平均應(yīng)力、應(yīng)力梯度、溫度等影響因素的材料應(yīng)力?疲勞壽命關(guān)系；進(jìn)而通過(guò)結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法進(jìn)行疲勞損傷累積，獲得盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。本發(fā)明將試驗(yàn)結(jié)果、仿真分析與傳統(tǒng)疲勞分析方法相結(jié)合，簡(jiǎn)單直觀，步驟清晰，適用性強(qiáng)。利用本發(fā)明可以保證空氣渦輪起動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命要求，并為類似復(fù)雜工作構(gòu)件設(shè)計(jì)制造提供充分的、科學(xué)的壽命考核依據(jù)。

本發(fā)明授權(quán)一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法，其特征在于：包括以下步驟：1建立盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)三維模型，并進(jìn)行有限元應(yīng)力應(yīng)變分析，獲得盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位、應(yīng)力分布和應(yīng)力梯度分布；具體步驟為：11建立盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)三維模型，通過(guò)ANSYS有限元軟件對(duì)該模型進(jìn)行有限元分析，包括：①材料屬性與單元類型賦予，②構(gòu)件建模與網(wǎng)格劃分，③應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)分析；12基于步驟11的有限元分析結(jié)果，確定整體葉盤結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位，并提取危險(xiǎn)部位附近小范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，并根據(jù)下式計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力梯度； 其中，σij為應(yīng)力張量，xk為k方向的長(zhǎng)度，i,j,k表示坐標(biāo)系方向；2對(duì)盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)所用材料開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣疲勞試驗(yàn)，獲得相應(yīng)材料的應(yīng)力比-應(yīng)力幅值-疲勞壽命關(guān)系，對(duì)一般載荷與疲勞壽命進(jìn)行平均應(yīng)力修正，獲得應(yīng)力幅值-應(yīng)力均值-疲勞壽命關(guān)系；具體步驟為：21開(kāi)展葉盤材料的標(biāo)準(zhǔn)光滑試驗(yàn)件在不同應(yīng)力比下的應(yīng)力疲勞壽命實(shí)驗(yàn)，每種應(yīng)力比下分別開(kāi)展三種應(yīng)力等級(jí)疲勞壽命試驗(yàn)，每個(gè)應(yīng)力等級(jí)分別進(jìn)行三次試驗(yàn)，取其平均值作為此應(yīng)力等級(jí)所對(duì)應(yīng)的疲勞壽命；22分別對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到不同應(yīng)力比下的應(yīng)力幅值-疲勞壽命關(guān)系：fR,S,Nf＝0其中，R為應(yīng)力比，S為應(yīng)力幅值，Nf為疲勞壽命；23根據(jù)步驟22的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果得到的材料應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系繪制材料的等壽命曲線，根據(jù)等壽命曲線對(duì)一般載荷與疲勞壽命進(jìn)行平均應(yīng)力修正，獲得應(yīng)力幅值-應(yīng)力均值-疲勞壽命關(guān)系：fSa,Sm,Nf＝0其中，Sa為應(yīng)力幅值，Sm為應(yīng)力均值，Nf為疲勞壽命；3對(duì)盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)所用的材料開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)缺口試樣疲勞試驗(yàn)，獲得相應(yīng)材料的缺口系數(shù)-應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系，結(jié)合步驟1得到的應(yīng)力梯度分布，對(duì)步驟2得到的應(yīng)力幅值-應(yīng)力均值-疲勞壽命關(guān)系進(jìn)行應(yīng)力梯度修正，獲得應(yīng)力幅-應(yīng)力均值-應(yīng)力梯度-疲勞壽命關(guān)系；具體步驟為：31開(kāi)展葉盤材料在不同應(yīng)力比的標(biāo)準(zhǔn)缺口試驗(yàn)件的應(yīng)力疲勞壽命試驗(yàn)，每種應(yīng)力比下開(kāi)展不同缺口系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)缺口試驗(yàn)件疲勞壽命試驗(yàn)，其中分別開(kāi)展三種應(yīng)力等級(jí)疲勞壽命試驗(yàn)，每個(gè)應(yīng)力等級(jí)開(kāi)展三次試驗(yàn)，取其平均值作為此應(yīng)力等級(jí)所對(duì)應(yīng)的疲勞壽命，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到不同應(yīng)力比下，不同缺口系數(shù)的材料應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系；32分別對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到不同應(yīng)力比下的缺口系數(shù)-應(yīng)力幅-疲勞壽命關(guān)系：fKt,Sa,Sm,Nf＝0其中，Kt為缺口系數(shù)，Sa為應(yīng)力幅值，Sm為應(yīng)力均值，Nf為疲勞壽命；33引入應(yīng)力梯度影響系數(shù)α、應(yīng)力梯度影響指數(shù)β，根據(jù)步驟31和步驟32得到的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)步驟2得到的葉盤材料應(yīng)力-疲勞壽命曲線進(jìn)行應(yīng)力梯度修正： 其中，Sa和Sa′分別為標(biāo)準(zhǔn)光滑試驗(yàn)件疲勞壽命Nf和由標(biāo)準(zhǔn)缺口試驗(yàn)件疲勞壽命插值的最大應(yīng)力梯度為ηmax條件下疲勞壽命N′f下的應(yīng)力幅值；由此，獲得應(yīng)力幅值-平均應(yīng)力-應(yīng)力梯度-疲勞壽命關(guān)系；fSa,Sm,α,β,ηmax,Nf＝0其中，Sa為應(yīng)力幅值，Sm為應(yīng)力均值，α為應(yīng)力梯度影響系數(shù)、β為應(yīng)力梯度影響指數(shù)，ηmax為最大應(yīng)力梯度，Nf為疲勞壽命；4對(duì)盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)所用材料開(kāi)展常溫、高溫下的標(biāo)準(zhǔn)試樣靜拉伸試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)步驟3得到的應(yīng)力幅值-應(yīng)力均值-應(yīng)力梯度-疲勞壽命關(guān)系進(jìn)行溫度修正，獲得綜合考慮平均應(yīng)力、應(yīng)力梯度和溫度影響的材料應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系；具體步驟為：41對(duì)盤軸一體式整體葉盤所用的材料分別開(kāi)展常溫、高溫條件下的靜拉伸試驗(yàn)，得到材料在兩種溫度下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線；42通過(guò)材料在兩種溫度下的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比，引入溫度修正系數(shù)μ和溫度修正指數(shù)ν對(duì)步驟3中得到應(yīng)力幅值-平均應(yīng)力-應(yīng)力梯度-疲勞壽命關(guān)系進(jìn)行溫度修正： 其中，Sa和Sa′分別為常溫、高溫標(biāo)準(zhǔn)光滑試驗(yàn)件相同應(yīng)變幅值εa,εa′下的應(yīng)力幅值；由此獲得綜合考慮平均應(yīng)力、應(yīng)力梯度和溫度影響的材料應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系：fSa,Sm,α,β,ηmax,μ,ν,Nf＝0其中，Sa為應(yīng)力幅值，Sm為應(yīng)力均值，α為應(yīng)力梯度影響系數(shù)、β為應(yīng)力梯度影響指數(shù)，ηmax為最大應(yīng)力梯度，μ為溫度修正系數(shù)，ν為溫度修正指數(shù)，Nf為疲勞壽命；5基于步驟4獲得的材料應(yīng)力-疲勞壽命關(guān)系，結(jié)合構(gòu)件疲勞壽命分析方法進(jìn)行疲勞損傷累積，獲得盤軸一體式整體葉盤結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。

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