基于优化等寿命疲劳极限模型的风力机叶片寿命预测

针对风力机叶片在随机载荷作用下有效评估疲劳寿命问题,提出一种描述典型玻璃纤维增强复合材料(GRP)等寿命疲劳极限模型,与3种经典模型进行对比分析,并指出GRP在拉伸和压缩阶段损伤累积方式存在差异,反映出等寿命疲劳极限曲线并不对称且呈钟形形状,对比分析该模型在应力-寿命数据中的预测效果。通过ANSYS软件建立风力机叶片数值仿真模型,分析随机载荷平均应力和应力幅值双参数随机变量特征,采用试验数据拟合风力机叶片复合材料应力-寿命曲线量化损伤,最终应用Miner线性疲劳损伤累积法则对各循环损伤进行累积计算总疲劳寿命,结果验证了该模型在利用仿真数据预测风力机叶片疲劳寿命的合理性。

面向可靠性设计的发动机材料超高周疲劳强度估计方法

提出了一种面向可靠性设计的四参数随机疲劳极限模型,可针对小样本数据实现超高周疲劳(VHCF)应力-寿命(S-N)曲线处理。通过对航空用钛合金常规样本数超高周疲劳数据的拟合分析和对比验证了模型的准确性。同时,以某型航空发动机压气机叶片用TC17钛合金为研究对象,分别对室温(RT)和400℃小样本超高周疲劳数据进行了处理,得到了典型置信度和可靠度条件下的超高周疲劳强度估计值。结果表明:本文提出的四参数随机疲劳极限模型,能够通过少量的长寿命区试验数据获得材料超高周范围内发动机设计所需的疲劳强度估计值;相较于常用的升降法,基于本模型进行试验安排可大幅降低68%的试验量,为发动机材料的超高周疲劳强度评价提供方法支持。