渦輪盤是航空發(fā)動機上用于安裝和固定葉片以傳遞功率的零部件,承受著高溫、高壓、高轉速工作環(huán)境下的復雜載荷,其中不僅包括自身產(chǎn)生的離心力和熱應力作用,還包括葉片在燃氣推動下運轉所產(chǎn)生的離心力、振動等載荷。國內對于航空發(fā)動機渦輪盤在運行過程中存在多故障、不確定性、強度退化等難點問題上,依舊需要大量的研究。因此,針對諸多不確定性因素、強度退化和疲勞損傷累積等問題,開展疲勞壽命預測和可靠性研究,建立適用于更多復雜裝備壽命和可靠性的分析方法,對于減少航空發(fā)動機運行過程中破壞性故障的發(fā)生,具有重要的科學價值和研究意義。本文在航空發(fā)動機渦輪盤疲勞壽命預測與可靠性分析方法研究的基礎上,對其中存在的若干難點問題進行了以下研究:（1）利用貝葉斯理論對高壓渦輪盤疲勞壽命預測中的諸多不確定性因素進行量化分析。在利用疲勞壽命預測模型進行航空發(fā)動機渦輪盤的壽命預測中,伴隨材料參數(shù)以及模型參數(shù)的引入,往往會增加多源不確定性,本文利用貝葉斯理論,結合試驗數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗等信息,量化了壽命預測過程中存在的這些不確定因素。（2）基于強度退化的損傷累積模型的建立。本文探討了7070-T7451鋁合金、45號鋼、16M... 

【文章來源】：電子科技大學四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

da/dN~K關系曲線

第四章考慮強度退化的疲勞累積損傷模型39圖4-27070-T7451鋁合金兩級載荷下不同模型壽命預測值對比從圖4-2中各點的分布可以看出，在三種不同二級應力載荷作用下，利用Corten-Dolan累積損傷修正模型對7070-T7451鋁合金的壽命預測效果相較于傳統(tǒng)Corten-Dolan模型雖然在應力較大、試驗壽命較小時預測效果有所改善，但相較于全部的試驗壽命數(shù)據(jù)，依舊會有部分壽命預測數(shù)據(jù)出現(xiàn)在壽命試驗數(shù)據(jù)的2倍誤差帶以外，這是不被允許的修正結果。因此，僅考慮強度性能衰減退化系數(shù)A的Corten-Dolan累積損傷修正模型的適用性存在很大的局限性。4.3Corten-Dolan修正模型的建立4.3.1Corten-Dolan修正參數(shù)d模型在傳統(tǒng)Corten-Dolan模型中，考慮構件在其整個多級載荷加載過程中，疲勞強度會發(fā)生退化，則作為材料參數(shù)的d值也會相應發(fā)生改變。本小節(jié)將在上節(jié)Corten-Dolan修正模型基礎上引入材料參數(shù)d進行修正，并利用材料7070-T7451鋁合金，45號鋼和16Mn鋼的疲勞試驗數(shù)據(jù)進行驗證并與僅修正強度性能衰減退化系數(shù)A的Corten-Dolan累積損傷修正模型壽命預測結果進行比較，以此證明將d作為函數(shù)引入的正確性。損傷累積量D隨著剩余強度的降低，損傷量的增加速率迅速增加。因此，本小節(jié)在引入材料參數(shù)d的時候，將d考慮為指數(shù)函數(shù)，來量化這種非線性關系，d的指數(shù)函數(shù)如下所示[113]：

第四章考慮強度退化的疲勞累積損傷模型431610239.2249.2267.4894.28224.96依據(jù)表4-8中7070-T7451鋁合金在兩級載荷下的試驗壽命，以及不同模型壽命預測值。則增加參數(shù)d修正的Corten-Dolan新模型、修正參數(shù)A的Corten-Dolan模型以及傳統(tǒng)Corten-Dolan模型的壽命預測結果與試驗結果的對比圖如圖4-3所示。從圖4-3中各點的分布可知，增加參數(shù)d修正的Corten-Dolan模型相比于只引入疲勞強度衰減退化系數(shù)A（i）的修正Corten-Dolan理論以及傳統(tǒng)Corten-Dolan理論對7070-T7451鋁合金的壽命預測更接近與試驗值，且波動范圍變小，全部預測點均位于1.5倍預測誤差帶范圍內，且絕大部分數(shù)據(jù)均位于1.25倍誤差帶以內。相比于上述的其他兩種理論，本文修正的的Corten-Dolan理論體現(xiàn)出了更好的壽命預測結果。圖4-37070-T7451鋁合金兩級載荷下不同模型壽命預測值對比根據(jù)表4-6和表4-7對45號鋼以及16Mn鋼兩級載荷下各階段剩余強度退化系數(shù)和指數(shù)參數(shù)值的計算，我們可以計算得到修正參數(shù)A的Corten-Dolan模型，和增加參數(shù)d修正的Corten-Dolan模型壽命預測值，在各級應力下的壽命預測結果見表4-9和表4-10。其中，ignN為試驗壽命與引入疲勞強度衰減退化系數(shù)A（i）的修正

【參考文獻】：
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本文編號：3614414