基于可靠性的航空发动机叶片蠕变寿命研究

【类型】学位论文

【作者】赵猛 

【关键词】 叶片 蠕变 寿命预测 可靠性 MATLAB

【摘要】航空发动机叶片工作在高温高压环境下,是发动机受力和受热最为严重的零件之一。叶片失效形式众多,其主要是由蠕变引起的变形或断裂。本文以航空发动机叶片为研究对象,对其蠕变寿命进行预测和可靠性分析,主要工作如下：(1)基于中国航空材料手册试验数据及蠕变持久寿命预测理论,建立了以时间-温度参数法为理论基础的四种预测模型：拉森米勒模型(L-M)、葛唐吾模型(G-D)、曼森萨柯普模型(M-S)和曼森哈弗特模型(M-H),应用线性最小二乘法,获得模型中的未知参数值,运用热强综合参数模型对其持久寿命进行外推预测。(2)基于中国航空材料手册试验数据及蠕变变形量寿命预测理论,探讨了θ预测和改进的θ预测两种寿命预测模型的建立方法,采用牛顿-信赖域算法对模型中的未知参数进行非线性回归计算,减少了非线性迭代求解对初始值的依赖,保证了解的收敛性,运用外推模型对其蠕变寿命进行外推预测。(3)由于材料性能的分散性对蠕变寿命值的影响较大,因此,蠕变寿命预测需进行可靠性分析,本文基于蠕变寿命预测模型提出了可靠性分析的系统方法。运用包括异常数据处理、参数估计和拟合优度检验等方法,最终确定出数据的分布类型并计算出95%置信度及任意可靠度下的持久蠕变寿命。(4)基于线性疲劳累积损伤理论、时间-温度参数模型及蠕变寿命预测可靠性方法,对材料进行蠕变损伤累积可靠性分析。(5)基于MATLAB/GUI开发出了蠕变寿命预测与可靠性分析软件,其主要功能包括：数据的读入和保存,拟合曲线图形的生成、蠕变寿命预测的建立、可靠性分析以及预测分析结果的显示等功能,提高了叶片蠕变寿命预测与分析的效率。其软件具有界面简单、操作方便、兼容性强、适用广泛等特点,还可用于其它材料的蠕变寿命预测及可靠性分析研究。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】东北大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】李佳

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