[发明专利]镍基单晶涡轮冷却叶片密排气膜孔的蠕变等效与简化方法

权利要求书

1.一种镍基单晶涡轮冷却叶片密排气膜孔的蠕变等效与简化方法，其特征在于，包括：

基于晶体塑性理论确定镍基单晶合金蠕变本构方程，并根据密排气膜孔的排布方式，确定镍基单晶涡轮冷却叶片模型的气膜孔密度，引入气膜孔密度函数，确定所述排布方式下的蠕变变形表达式；

根据所述蠕变变形表达式确定蠕变等效参数；

根据所述蠕变等效参数与所述密排气膜孔的排布方式，将密排气膜孔简化为一单个气膜孔；

将所述镍基单晶涡轮冷却叶片模型上的气膜孔简化为一所述单个气膜孔，以获取等效模型；

其中，所述镍基单晶涡轮冷却叶片模型的密排气膜孔简化为一单个气膜孔的单胞模型的蠕变变形表达式为：

其中，p为两孔圆心之间的间距，ε_c为八面体滑移系[001]取向的蠕变应变，A为蠕变参数，σ₀为宏观应力，f(η)为气膜孔密度函数，Q为激活能，R为气体常数，T为绝对温度，t为断裂时间，m、n是温度相关的材料参数，是初始损伤率。

2.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，基于晶体塑性理论确定镍基单晶合金蠕变本构方程，并根据密排气膜孔的排布方式，确定镍基单晶涡轮冷却叶片模型的气膜孔密度，引入气膜孔密度函数，确定所述排布方式下的蠕变变形表达式，包括：

判断模型是否为含密排气膜孔的镍基单晶涡轮冷却叶片模型；

若是，基于晶体塑性理论确定镍基单晶合金蠕变本构方程，并根据密排气膜孔的排布方式，确定所述镍基单晶涡轮冷却叶片模型的气膜孔密度，引入气膜孔密度函数，确定所述排布方式下的蠕变变形表达式。

3.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，所述密排气膜孔的排布方式包括三角形排布或四边形排布。

4.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，所述蠕变等效与简化方法还包括：

将所述蠕变等效参数代入有限元分析软件进行计算。

5.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，所述气膜孔密度为：

其中，h为两孔之间的最短距离，p为两孔圆心之间的间距。

6.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，确定所述排布方式下的蠕变变形表达式，包括：

初始蠕变率的演变方程：

其中，A、n为蠕变参数，Q为激活能，R为气体常数，T为绝对温度，τ^(α)为分解切应力，α为滑移系。

7.根据权利要求6所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，确定所述排布方式下的蠕变变形表达式，包括：

损伤率的演变方程：

其中，是初始损伤率，m是温度相关的材料参数。

8.根据权利要求1所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，所述镍基单晶涡轮冷却叶片的等效模型的蠕变变形表达式为：

其中，A^H、n^H、和m^H为蠕变等效参数，为等效实体模型的蠕变应变。

9.根据权利要求8所述的蠕变等效与简化方法，其特征在于，所述蠕变等效的等效原理为：