某航空发动机涡轮盘疲劳可靠性寿命预测

发布时间：2017-03-22 00:10

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【摘要】：涡轮盘是航空发动机中的关键部件，一旦发生失效则会带来严重的后果。因此，开展涡轮盘疲劳寿命预测的研究是十分必要的。涡轮盘工作时受到复杂载荷、高温蠕变以及环境腐蚀等损伤因素的交互作用，因此可能发生的失效模式有低周疲劳、过度变形、破裂、辐板屈曲以及振动开裂等。其中低周疲劳是最常发生也是最容易造成严重后果的失效模式。国外对航空部件疲劳失效的研究起步较早，到现在已经形成了比较完备的疲劳寿命预测与评估体系。国内的研究探索起步较晚，还没有形成一套比较完备的疲劳寿命预测与评估体系。现阶段针对航空器件的疲劳寿命预测模型和试验评估方法相关方面的研究主要是为了满足一些工程计算的需要，并且为建立完备的疲劳寿命预测与评估系统打下基础。 本文从疲劳寿命预测模型的改进和疲劳寿命试数据分析两个方面进行探索性研究。 疲劳寿命预测模型的改进，介绍两种改进方法，分别是基于干涉平面法的改进模型和基于临界平面法的改进模型。两种改进模型从不同的切入点讨论了循环附加强化效应，因此两种改进模型均可应用于非比例加载条件下的疲劳寿命预测。 疲劳寿命数据从两方面进行评估分析。探讨基于对数正态分布和三参数威布尔分布的疲劳寿命分散系数计算方法，其中心思想是采用能够反映试验数据特性的参数与寿命预测值进行比较。将模型参数设置为概率分布的形式，通过蒙特卡洛仿真模拟寿命数据，用混合威布尔分布拟合疲劳寿命样本的分布规律，再用参数估计结果进行拟可靠寿命和可靠度的计算
【关键词】：涡轮盘 低周疲劳 寿命预测模型 蒙特卡洛仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V232;TB114.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 涡轮盘疲劳寿命分析模型的研究现状10-12
• 1.3 涡轮盘疲劳试验的研究现状12-13
• 1.4 本文研究工作13-15
• 第二章 疲劳寿命预测模型15-28
• 2.1 引言15-16
• 2.2 常用疲劳寿命预测模型简介16-21
• 2.2.1 基于静强度的疲劳寿命预测模型16-18
• 2.2.2 基于能量的多轴疲劳预测模型18-19
• 2.2.3 基于临界平面法的多轴疲劳寿命估算方法19-21
• 2.3 名义应力法和局部应力应变法21-25
• 2.3.1 名义应力法21-22
• 2.3.2 局部应力应变法22-25
• 2.4 航空发动机涡轮盘疲劳载荷的特点25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 航空发动机涡轮盘的疲劳寿命预测模型28-49
• 3.1 引言28
• 3.2 弹塑性理论28-34
• 3.2.1 多轴循环弹塑性分析理论28-31
• 3.2.2 多轴循环塑性模型理论在有限元过程中的实现31-34
• 3.3 一种针对非对称非比例加载的改进准则34-39
• 3.3.1 多轴非比例加载寿命预测已有模型35-36
• 3.3.2 改进的多轴非比例加载寿命预测准则36-39
• 3.4 基于临界平面法的一种改进寿命预测模型39-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第四章 疲劳寿命分散系数法49-56
• 4.1 引言49
• 4.2 疲劳寿命分散系数的概念49
• 4.3 小子样疲劳寿命试验的分散系数的计算方法49-54
• 4.3.1 对数正态分布条件下寿命分散系数的计算49-52
• 4.3.2 三参数威布尔分布条件下寿命分散系数的计算52-54
• 4.4 计算结果及分析54-56
• 第五章 混合威布尔分布下疲劳可靠性寿命计算56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 模型介绍56-57
• 5.2.1 SWT 模型56
• 5.2.2 混合威布尔分布模型56-57
• 5.3 混合威布尔分布下的参数估计方法57-58
• 5.4 算例58-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70-73
• 攻硕期间取得的研究成果73-74

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 孙国芹;尚德广;丁雷;邓静;贾冠华;王瑞杰;;一种新的多轴低周疲劳损伤参量[J];北京工业大学学报;2006年08期

2 何国求,陈成澍,丁向群,徐瑞萱;新的非比例加载低周疲劳寿命估算方法[J];同济大学学报(自然科学版);2004年12期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 何国求;陈成澍;丁向群;朱正宇;刘晓山;王东方;;新的多轴非比例加载低周疲劳寿命估算公式[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

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本文编号：260542