涡轮叶片累积损伤指数模型及服役可靠性评估

高压涡轮(HPT)叶片是民用航空发动机的关键结构件之一,直接关系到发动机的性能、可靠性与使用寿命。提出了一种HPT叶片服役可靠性评估方法,基于服役条件下的历史工况参数,结合发动机性能模型、叶片关键点应力、温度计算模型、蠕变损伤评估模型对叶片蠕变损伤进行计算,之后考虑服役条件下的多模态数据,针对蠕变失效建立了累积损伤指数模型,融合历史协变量信息对叶片进行服役可靠性评估。仿真结果表明:采用文中定义的蠕变累积损伤指数,可充分利用发动机服役条件下的历史使用信息、状态参数及截尾失效数据,实现特定使用条件下的涡轮叶片服役可靠性评估及剩余寿命预测。相较于传统的可靠性分析方法,累积损伤指数预测模型能够基于单机服役条件提供更加可靠的评估结果,可为航空发动机运行风险评估与视情维修决策提供更好的支持。

配筋工程水泥基复合材料复合受扭柱抗震性能研究和损伤分析

为研究配筋工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)柱在压弯剪扭复合受力状态下的抗震性能,对11根配筋ECC试件和1根钢筯混凝土(Reinforcement Concrete,RC)试件进行拟静力试验,探究轴压比、扭弯比、剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、纤维含量、原材料等参数对抗震性能和损伤指数的影响。结果表明:相较于RC柱,ECC柱的抗变形能力更强,复合受扭承载力和抗震性能也有显著提升;达到极限位移后ECC柱的扭矩下降平缓,其损伤进程也较为缓慢;对于ECC试件,适当提高轴压比、扭弯比、剪跨比和纤维含量能够有效抑制地震作用下构件的损伤;配箍率对于ECC柱的复合受扭承载力影响不大,但配置箍筋是必要的。

钢框架焊接节点损伤破坏行为分析

为了正确地评价损伤累积效应对结构的影响并准确的预测结构的破坏形态,采用一批在不同循环加载制度下、构造形式不同的钢框架焊接节点试验,深入分析节点损伤破坏的因素和分类。计算试验中所有节点的累积滞回能、最大变形、最大荷载、屈服位移和屈服荷载,从而根据这些基本参数计算每个节点10种损伤指数的发展趋势,比较损伤模型对于节点损伤退化性能描述,验证并探讨不同损伤模型反应破坏模态以及对结构破坏预测的准确性。试验以及分析结果表明:加载制度对破坏模态有较大影响,对于大幅值加载试件,更易发生逐步退化破坏,而小幅值加载的试件,易发生突然破坏;不同损伤模型具有应用的局限性并且参数组合形式对其损伤指数分布影响较大;以变形为参数的模型也能够较好的表现破坏发展趋势并且通过调整参数,与同时考虑能量的模型分布相近,但其形式更为简单并且只与当前量有关,不需要积分计算,在程序中容易实现,为下一步嵌入程序选取模型提供重要的依据,为今后的工程应用提供有力的工具。