[发明专利]疲劳蠕变交互损伤的燃气轮机透平叶片寿命评估模型

权利要求书

1.一种疲劳蠕变交互损伤的燃气轮机透平叶片寿命评估模型的建模方法，其特征在于，所述评估模型包含叶片温度模型、叶片应力模型和蠕变-疲劳交互损伤模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叶片温度模型中冷却膜和气体沿径向被划分为若干小室，所述小室的数量取决于温度分布的不均匀性，同一所述小室内每个位置的温度相同；第i层传热的气膜冷却效率为：

式中：T_g为燃气入口温度；T_aw为绝热壁面的温度；T_co,inj为形成气膜的冷却空气喷离叶片时的温度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述叶片温度模型建模时引入了热障涂层、气膜冷却和金属壁厚的影响；

主流燃气从冷却膜到所述热障涂层的传热为：

所述热障涂层向叶片金属外壁导热：

叶片金属外壁向内壁导热：

叶片金属内壁向冷却空气对流换热：

冷却空气吸热量：

式中：H是叶片的高度，y是径向距离叶根y(0≤y≤H)，h是对流换热系数，λ是导热系数，t是厚度，S_g是气体和叶片接口的周长，S_cl是冷却空气和叶片接口的周长，G_cl是冷却空气的流量，n_ch为蛇形通道的圆柱通道个数，n_p为返回通道数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据公式(3)-公式(7)计算冷却空气与外部金属的温度分布为：

此时，

a_c＝S_cl/S_g (11)

φ_cl＝S_cl/s (12)

式中：φ_cl是叶片的弦长，Bi是毕渥数，根据所述公式(1)和公式(8)迭代可得冷却空气T_cl(y)的温度分布，根据所述公式(9)计算外表面金属的温度分布。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叶片应力模型包括离心应力、气动应力和热应力，所述离心应力的计算公式为

式中：A_A是Ⅰ部分底部截面的横截面面积。