渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法.pdf

1、對于航空發(fā)動機高溫部件渦輪盤來說，蠕變失效和疲勞失效是其兩種主要的失效模式；在循環(huán)工作條件下，蠕變損傷和疲勞損傷不斷累積，并且蠕變損傷和疲勞損傷存在交互作用。因此，蠕變-疲勞損傷分析就成為渦輪盤壽命預(yù)測的重要組成部分。此外，由于金屬材料在高溫和高應(yīng)力下存在明顯的蠕變變形，從而造成渦輪盤存在應(yīng)力松弛現(xiàn)象，是否考慮應(yīng)力松弛效應(yīng)的壽命預(yù)測可能導(dǎo)致相差幾倍甚至上百倍的差別。 考慮上述問題，本文創(chuàng)新點及主要工作如下： 1)建立蠕變

2、應(yīng)變概率模型，并率先將該模型和蠕變持久壽命概率模型用于考慮應(yīng)力松弛的渦輪盤蠕變持久壽命和蠕變-疲勞壽命可靠性分析。 2)提出考慮應(yīng)力松弛的渦輪盤蠕變持久壽命可靠性分析方法。方法中采用ANSYS提供的中心組合法對各隨機變量進行抽樣，并對若干抽樣點有限元蠕變分析結(jié)果進行響應(yīng)面回歸，從而獲得損傷臨界失效函數(shù)的近似表達式。進而采用Monte-Carlo法獲得輪盤蠕變持久壽命可靠度或給定可靠度的蠕變持久壽命。本文通過算例驗證了該方法的有效