基于SWT模型的概率寿命分析体方法

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1、第5卷第2期2014年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．5No．2Mav2014文章编号：1674—8190(2014)02—182—05基于SWT模型的概率寿命分析体方法陆山，夏佳峰(西北工业大学动力与能源学院，西安710072)摘要：为了研究大应力体积对航空发动机轮盘低周循环疲劳破坏的影响，提高轮盘概率寿命预估精度，针对应变体方法对中、长寿命轮盘预测精度不准的缺陷，提出基于sWT模型的概率寿命分析体方法。该方法以最大主应变平面为临界面的

2、sWT模型为基础，结合考虑尺寸效应的体方法，且不需要进行平均应力修正。通过对某风扇盘进行概率寿命分析，得到的轮盘中值寿命与试验结果吻合良好，预测精度高于应变点方法、应力修正系数法得到的结果。表明基于SWT模型的概率寿命分析体方法可以用来预估航空发动机轮盘概率寿命。关键词：sWT模型；体方法；尺寸效应；概率；疲劳寿命；轮盘中图分类号：V232．3文献标识码：AVolumeMethodBasedontheSWTModelfortheAnalysisoftheProbabilityLifeLuShan，XiaJiafen

3、g(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Tostudythehighstressvolumeeffectonthelowcyclefatiguedamageofdisk，andimprovethefore—castingprecisioninthelifeofdisk，consideringthedeficiencyofprecisioninforecastingthemedium

4、andlonglifeofdisksbythevolumemethodbasedonthestrainlife，avolumemethodbasedontheSWTmodelforanalysisoftheprobabilitylifeofdiskisproposed．ThemethodisbasedontheSWTmodelwhichregardsthemaximumprincipalstrainplaneascriticalplane，combiningwiththevolumemethodinwhichthe

5、sizeeffectareconsid—ered，anditisunnecessarytoconsiderthecorrectionofmeanstress．Thenthefatigueprobabilitylifeofafandiskisanalyzedusingthegivenmethod．Theresultsofcomputationalmedianlifeagreewellwiththeexperi—mentalone，andforecastingprecisionishigherthantheresult

6、bythepointmethodbasedonthestrainlifeandthemethodofstresscorrectioncoefficient．ItiSshownthatvolumemethodbasedontheSWTmodelcanbeusedtoestimatethemediumandlongprobabilitylifeofaero—enginefandisks．Keywords：sⅥ，Tmodel；volumemethod；sizeeffect；probability；fatiguelife；

7、disk0引言轮盘是航空发动机的关键件，其主要失效模式为低周循环疲劳失效。影响低周循环疲劳寿命的主要原因包括尺寸效应、平均应力和多轴效应。在进行轮盘寿命预估时，采用不同的方法得到的精度也不同。唐俊星等uo通过随机化的Manson—Col—fin公式，建立考虑载荷、几何分散影响的应变疲劳收稿日期：2013—12—06；修回日期：2014一Ol一03通信作者：夏佳峰，xjDl4@126．COITI概率模型，应用响应面法与蒙特卡洛法结合得到轮盘低循环疲劳寿命的可靠度。李玉春等瞳1利用应力场强法对构件进行寿命估算，效果较为

8、理想，但对于体积的选取依赖经验，且只能得到中值寿命。唐俊星[31提出了考虑尺寸效应的应变疲劳寿命可靠性分析方法，对某涡轮盘进行概率寿命分析，预测结果与试验结果吻合良好，但是采用该方法对某风扇盘进行概率寿命分析得到的结果远高于其试验寿命。高阳等H1应用SWT模型对某涡轮盘中心孔的疲劳寿命进行预测，得到的计算结果与试验结果较接近。SWT模型不需要考虑平均应力的影