[发明专利]考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命预测方法，其步骤如下：(1)基于轮盘的三维几何模型的循环对称特征，任选其中一个扇形段，建立有限元模型；(2)输入材料参数和载荷参数，计算轮盘经历一个循环的应变幅值和应力幅值；(3)根据应变幅及应变‑寿命曲线预测轮盘表面无初始加工刀痕时的低循环疲劳寿命Nf‑smo；(4)根据与裂纹尺寸对应的当量低循环寿命Nf‑eqv的表达式，计算出Nf‑eqv值；(5)根据Nf‑rou＝Nf‑smo‑Nf‑eqv预测考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命Nf‑rou。本发明发考虑了轮盘表面初始加工刀痕对低循环疲劳寿命的影响，提高了低循环疲劳寿命预测精度。

主权项

1.一种考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命预测方法，其特征在于，该方法实现步骤如下：SS1.基于轮盘的三维几何模型的循环对称特征，任选其中一个扇形段，按表面无加工刀痕进行网格划分，建立有限元模型；SS2.基于步骤SS1建立的有限元模型，输入轮盘的材料性能参数和载荷参数，并施加边界约束，计算轮盘经历最小状态运转至最大状态再运转至最小状态这样一个循环中轮盘的最大应力、最小应力和最大应变、最小应变，得到应变幅值和应力幅值；SS3.根据步骤SS2计算得到的应变幅值及轮盘材料的应变‑寿命曲线预测轮盘表面无初始加工刀痕时的低循环疲劳寿命N_f‑smo；SS4.将轮盘表面的初始加工刀痕视作裂纹，假设轮盘表面某一裂纹是由一次断裂和低循环疲劳两种方式产生的，根据一次断裂应变能和低循环疲劳消耗应变能之间的关系，得到与裂纹尺寸对应的当量低循环寿命N_f‑eqv的表达式，并根据轮盘的相关材料性能参数，计算出N_f‑eqv的值；SS5.根据N_f‑rou＝N_f‑smo‑N_f‑eqv，计算出考虑轮盘表面初始加工刀痕的低循环疲劳寿命。