[发明专利]一种非等温轮盘破裂转速的简化预测方法

权利要求书

1.一种非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：该非等温轮盘破的盘心温度为a，盘外缘温度为b；

所述方法包括以下步骤：

(1)通过试验获取温度b下轮盘材料本构模型参数；

(2)在有限元中定义轮盘材料属性，选用多线性模型；

(3)建立轮盘三维有限元模型，并划分网格；

(4)对轮盘有限元模型进行破裂转速预测分析，得到温度为b的等温盘的破裂转速，并找出轮盘处于大变形失稳状态时轮盘辐板上的结构薄弱部位；

(5)选用步骤(3)得到的轮盘三维有限元模型，为其施加盘心温度a，盘外缘温度b的温度边界条件；

(6)计算出温度分布云图；

(7)从温度分布云图中读出步骤(4)中轮盘辐板处结构薄弱部位的温度c；

(8)通过试验获取温度c下轮盘材料本构模型参数；

(9)在有限元中定义温度c下的材料属性；

(10)选用步骤(3)得到的轮盘三维有限元模型，计算出温度c下的轮盘破裂转速,该值即为此简化算法得出的盘心温度a，盘外缘温度b的非等温盘破裂转速。

2.根据权利要求1所述的非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，通过光滑试件拉伸试验获得材料在温度b下的工程应力-应变曲线(σ_E-ε_E)，选取最高点前的曲线，由如下变换公式转化为真应力-应变曲线(σ_T-ε_T)；

上式中，σ_E表示工程应力，ε_E表示工程应变，σ_T表示真应力，ε_T表示真应变；

进一步将真应力-应变曲线由如下变换公式转换为真应力-塑性应变曲线(σ_T-ε_p)；

上式中，ε_p表示塑性应变，E表示弹性模量，该弹性模量由试验的弹性段斜率而获得；

由真应力-塑性应变曲线拟合获得材料的多线性本构模型。

3.根据权利要求1所述的非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在有限元中定义材料属性是将轮盘材料试验获得的弹塑性本构模型定义到有限元程序中。

4.根据权利要求1所述的非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：所述步骤(3)中，由于轮盘对称性，将轮盘模型简化为扇形模型。

5.根据权利要求1所述的非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：所述步骤(3)中，划分网格时，对于螺栓孔、榫槽、圆角部位进行局部网格细化。

6.根据权利要求1所述的非等温轮盘破裂转速的简化预测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，轮盘在大变形失稳状态下，轮盘辐板处塑性应变最大的位置，即为轮盘辐板结构薄弱部位。