工程构件疲劳寿命估算的三维临界域法

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1、第46卷第3期2014年6月空航天大学UniversityofAeronautics报StronautlCS工程构件疲劳寿命估算的三维I临界域法夏天翔1姚卫星2李旭东3姜志平1(1．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，210016；2．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京，210016；3．中国航空综合技术研究所，北京，lo0028)V01．46No．3Jun．2014摘要：临界域法将缺口附近区域中某点、线或面上的应力特征值作为材料失效的判断条件，能较合理地解释缺口效应

2、现象，因此被认为是一类具有工程应用前景的缺口件疲劳寿命估算方法。本文首先结合三维工程结构的实际特点，详细阐述了适用于三维结构的应力场强法和临界距离法，对其中若干参数进行了准确定义和描述。然后，本文分别使用这两种方法和名义应力法对某型航空发动机轮盘进行了疲劳寿命估算。结果表明，本文给出的适用于三维结构的应力场强法、临界距离法能很好地预测航空发动机轮盘的疲劳寿命；而且相比于名义应力法，预测效果更好。关键词：航空发动机；临界域法；应力场强法；临界距离法；疲劳寿命中图分类号：V263．5文献标志码：A文章编号：1005

3、—2615(2014)03一0395一08Three-DimensionalCriticalZoneApproachforFatigueLifetimePredictionofEngineeringStructureXinTin挖二rin7291，Y么oⅥ■i．zi行g2，LiX“do竹g3，．厂in竹gZ^i户i行91(1．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationaiDefense-AdvancedDesignTechnologyofF1ightVehick，Nan

4、jingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．StateKeyLaboratoryofMechanicsandControIofMechanicaIStructures，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；3．ChinaAero—P01ytechn0109yEstabIishment，Be玎ing，lO0028，China)Abstrac

5、t：Forcriticalzoneapproach，thestresseigenvaluesofacertainpoint，1ineorareainthevicinityofnotchareusedasthefa订urecriteria．Thispaperpresentsareasonableexplanationfornotcheffect．Therefore，criticalzoneapproachisconsideredasafatiguelifepredictonmethodfornotchedspec

6、imenswithapromisingprospectinengineeringapplication．Thestressfieldintensityapproachandthetheoryofcriticaldistancesforthree—dimensionalstructuresarefirstelaboratedconsideringthree—dimensionalengineeringstructurecharacteristics．SeveralparametersareaccurateIyde

7、finedanddescribed．Thenthetw。methodsandthenominalstressapproachareappliedtopredictingfatigue1ifeofanaeroenginedisc．Theresultsindicatethattheproposedstressfieldintensityapproachandthetheoryofcriticaldistancesforthree—dimensionalstructuresprovideanexcellentpred

8、ictiononfatigue1ife．Thetwomethodshaveabetterpredictioneffectthanthenominalstressapproach．Keywords：aeroengine；criticalzoneapproach；stressfieldintensityapproach；theoryofcriticaldis—tances；fatiguel