[发明专利]一种航空发动机压气机进喘叶片剩余寿命估算方法

权利要求书

1.一种压气机进喘叶片剩余寿命估算方法，包括：

基于叶片动应变数据，计算叶片的高周疲劳损伤，所述叶片动应变数据对应于第一压气机喘振试验中喘振现象期间产生的动态数据，所述喘振现象包括所述叶片从进喘到退喘的整个过程；

基于叶片静应力数据，计算所述叶片的低周疲劳损伤，所述叶片静应力数据对应于第二压气机喘振试验中喘振现象期间产生的静态数据；

将所述高周疲劳损伤与所述低周疲劳损伤相加，获得所述叶片的高低周复合损伤；以及

基于所述高低周复合损伤，估算所述叶片的剩余寿命，所述剩余寿命表示所述叶片还能再承受喘振的次数；

其中所述第一压气机喘振试验和所述第二压气机喘振试验是相同的压气机喘振试验或不同的压气机喘振试验。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算叶片的高周疲劳损伤进一步包括：

将所述叶片的贴片位置的动应变时间历程换算至所述叶片的最危险点的动应变时间历程；以及

对所述叶片的最危险点的动应变时间历程进行计数，由此得到在所述第一压气机喘振试验发生的喘振现象期间，超过叶片的疲劳极限的次数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算叶片的高周疲劳损伤进一步包括：

循环执行以下步骤，直到循环次数达到所述次数，其中在每个循环i中，针对所述叶片动应变数据中对应于该次超过所述叶片的疲劳极限的数据来执行以下步骤：

统计超过所述叶片的疲劳极限的持续时间t_i和相关的共振频率f_i，获得频次n_i=f_i×t_i；

针对所述叶片的最危险点的动应变时间历程，获得实测应变ε_i；

基于实测应变ε_i，结合所述叶片的材料的弹性模量和所述叶片的高周S-N寿命曲线，计算与实测应变ε_i对应的疲劳寿命N_i；以及

计算所述叶片的疲劳损伤，所述疲劳损伤被计算为n_i/N_i。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算叶片的高周疲劳损伤进一步包括：

将每个循环中计算得到的疲劳损伤进行迭加，以获得所述叶片的高周疲劳总损伤，所述叶片的高周疲劳总损伤被计算为∑n_i/N_i。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述叶片的低周疲劳损伤进一步包括：

基于所述叶片静应力数据，获得所述叶片的静应力；

根据所述静应力和所述叶片的低周S-N寿命曲线，计算所述叶片的低周疲劳寿命N_low；

获得循环次数n_low；以及

计算所述叶片的低周疲劳损伤，所述低周疲劳损伤被计算为n_low/N_low。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，获得循环次数n_low进一步包括：在所述第二压气机喘振试验中发生的喘振现象期间，如果所述叶片的转速超过预定阈值，则计为一次，由此循环次数n_low加1。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定阈值为70%或为超过70%的任意值。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述高低周复合损伤，估算所述叶片的剩余寿命进一步包括：基于所述高低周复合损伤以及寿命分散系数，获得所述叶片的剩余寿命。

9.一种用于压气机进喘叶片剩余寿命估算的计算设备，包括：

处理器；

存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时能执行如权利要求1-8中任一所述的方法。