[发明专利]一种发动机主轴疲劳试验载荷确定方法

权利要求书

1.一种发动机主轴疲劳试验载荷确定方法，其特征在于：所述方法包括：

确定主轴的标准循环载荷；

通过等效转换，将所述标准循环载荷转换为等效循环载荷；

将所述等效循环载荷乘以对应的散度系数，得到试验载荷谱；

所述确定主轴的标准循环载荷，具体包括：根据扭矩M_T、振动扭矩ΔM_T、轴向力P、旋转弯矩M_b确定主轴的标准循环载荷；

所述通过等效转换，将所述标准循环载荷转换为等效循环载荷，具体包括：

按照载荷作用的循环次数要求，将扭矩M_T、轴向力P划分为低循环载荷，将振动扭矩ΔM_T、旋转弯矩M_b划分为高循环载荷；

分别计算主轴在所述低循环载荷和所述高循环载荷作用下的应力，得到主轴在所述低循环载荷峰值作用下的应力幅值σ_m和在所述高循环载荷作用下的应力幅值σ_a；

使用Goodman曲线评估主轴在标准循环载荷下的高循环疲劳寿命储备α；

选取等效振动扭矩ΔM′_T，计算主轴在等效振动扭矩ΔM′_T作用下寿命考核部位的应力，得到应力幅值σ′_a；

使用所述σ′_a和允许的最大高循环应力σ_a,max按公式计算出等效振动扭矩ΔM′_T、扭矩M_T与轴向力P共同作用下的高循环疲劳寿命储备α′；

通过调整等效振动扭矩ΔM′_T值，使得寿命考核部位的高循环疲劳储备α′与α相当，则可确定出等效后的等效振动扭矩ΔM′_T。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述将所述等效循环载荷乘以对应的散度系数，得到试验载荷谱，具体包括：

根据标准循环的低循环载荷和等效后的高循环载荷振动扭矩ΔM′_T分别乘以疲劳散度系数得到试验的低循环载荷M_Ts、P_s和试验高循环载荷ΔM_Ts，具体为：

M_Ts＝K₁×K₂×K₃×M_T

P_s＝K₁×K₂×K₃×P

ΔM_Ts＝K′₁×K₂×K₃×ΔM′_T

式中：M_Ts为试验载荷的扭矩；P_s为试验载荷的轴向力；ΔM_Ts为试验载荷的振动扭矩；K₁为低循环疲劳载荷的散度系数；K′₁为高循环疲劳载荷的散度系数；K₂为材料强度修正系数；K₃为温度修正系数；M_T为扭矩；P为标准循环载荷的轴向力；ΔM′_T为等效振动扭矩。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述使用Goodman曲线计算主轴在标准循环载荷下的高循环疲劳寿命储备α，具体包括：

根据公式(1)、公式(2)计算主轴在标准循环载荷下的高循环疲劳寿命储备α，其中，

公式(1)式中，σ_a,max为允许的最大高循环应力；σ_m为应力幅值；σ_-1为对应温度下的材料疲劳强度；σ_b为对应温度下的材料拉伸强度；

公式(2)式中，σ_a为高循环载荷下的应力幅值。