[发明专利]增压器涡轮疲劳寿命预测及其可靠性评价方法

权利要求书

1.一种增压器涡轮疲劳寿命预测及其可靠性评价方法，其特征是它包括以下步骤：

a、计算增压器所配发动机耐久性试验剖面的四个主要工况：

工况1：发动机转速为标定转速的100％，扭矩按外特性；

工况2：发动机转速为标定转速的88％，扭矩按外特性；

工况3：发动机转速为标定转速的80％，扭矩按外特性；

工况4：发动机转速为最大扭矩转速，扭矩为最大扭矩；

b、根据增压器与发动机的匹配关系，分别计算对应发动机四种不同工况时增压器涡轮的平均转速n₁，n₂，n₃，n₄；

c、确定涡轮的危险部位，分别计算增压器涡轮危险部位对应四种不同转速n₁，n₂，n₃，n₄时的应力S₁，S₂，S₃，S₄；

d、根据涡轮材料试验数据，计算疲劳寿命N(或对数疲劳寿命lgN)均值μ_N(或μ_lgN)、标准差σ_N(或σ_lgN)与应力s的函数关系，即

μ_N＝F_μ(s)或μ_lgN＝F_μ′(s)                     (1)

σ_N＝F_σ(s)或σ_lgN＝F_σ′(s)                     (2)

将涡轮应力S₁，S₂，S₃，S₄分别代入式(1)和式(2)，计算涡轮对应不同应力时疲劳寿命的均值与标准差，即

μNi=Fμ(si)]]>或μlgNi=Fμ′(si),(i=1,2,3,4)---(3)]]>

σNi=Fσ(si)]]>或σlgNi=Fσ′(si),(i=1,2,3,4)---(4)]]>

e、确定增压器涡轮疲劳失效的功能函数：

Z=nΔD-1=nΣi=141Ni-1---(5)]]>

式中，n为发动机耐久性试验循环数，作为涡轮疲劳寿命度量指标；

利用式(3)和式(4)的计算结果，计算功能函数均值μ_Z和标准差σ_Z关于疲劳寿命n的函数表达式，即

μZ=FμZ(n)---(6)]]>

σZ=FσZ(n)---(7)]]>

计算增压器涡轮对应疲劳寿命n的可靠度：

R(n)=1-Φ(μZσZ)=1-Φ(FμZ(n)FσZ(n))---(8)]]>

式中，Φ(·)为标准正态分布累积分布函数；

f、计算增压器涡轮对应疲劳寿命n的失效率：

h(n)=R(n)-R(n+1)R(n)=Φ(FμZ(n+1)FσZ(n+1))-Φ(FμZ(n)FσZ(n))1-Φ(FμZ(n)FσZ(n));---(9)]]>

g、根据计算出的增压器涡轮对应疲劳寿命n的可靠度R(n)和增压器涡轮对应疲劳寿命n的失效率h(n)对增加器涡轮进行综合评价。