[发明专利]基于Matlab叶片疲劳极限评估方法

权利要求书

1.一种基于Matlab叶片疲劳极限评估方法，所述叶片疲劳数据包括图片数据、温度数据、频响数据和疲劳测试数据，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.图片数据处理，利用Matlab对图片数据进行剪裁和格式转换，并放入报告文档中；

b.温度数据处理，利用Matlab读取txt文档，根据txt文档中记录的温度数据，计算叶片表面各个测量点温度场分布图和叶片表面各点温度梯度图，并截图放入报告文档中；

c.频响数据处理，

利用Matlab读取电脑中存储的速度频响数据，采用峰值识别法获取模态频率初值，然后采用最小二乘法计算模态频率和模态阻尼比，

利用Matlab读取应力频响数据，根据速度频响数据识别出的模态频率对应的模态应力，然后以图表的形式保存，将记录模态频率、模态阻尼比、模态应力的图表，输出到报告文档中；

根据上述获取的模态应力数据，按照应变测点坐标网格作出应力分布云图，并标识前三的最大应力点，作为疲劳试验中应力-位移标定试验中应变测点位置；如果前三的应力较为接近，增加获取应力点数量，直至所取的应力点数值相差15%以上，将应力分布云图保存，截取到报告文档；

所有叶片振动特性试验完成后，对模态频率、模态阻尼比、模态应力进行统计分析，并将统计结果输出到报告文档中；

d.疲劳测试数据，

根据步骤c识别的固有频率，作为疲劳试验激励频率；根据步骤c的获得的应力点，作为疲劳试验应力测点，其中最大应力点作为控制点，其余测点为疲劳应变监测点，在疲劳试验应力测点粘贴应变片，利用振动台给予叶片不同量级的基础激励，利用多普勒激光测振仪获取叶尖的位移，应变片获取应力数据，激光测振仪和应变片连接到数据采集仪中，数据采集仪保存位移和应力数据，利用Matlab读取获得的应力数据和位移数据，使用最小二乘法计算应力-位移斜率，拟合出应力位移曲线，然后以图表的形式保存截取到报告里面，

所有叶片疲劳试验完成后，利用上述获取的斜率数据，统计分析应力-位移斜率的离散性，计算斜率的平均值、最大值、最小值、离散区域，以图表的形式保存在设定路径；

基于本步骤中应力-斜率数值将设定的疲劳试验的应力控制点应力量级转化为位移测点的位移量级，然后通过控制仪控制位移测量点的位移量级，使该点的位移量级在疲劳试验过程中保持不变，当疲劳试验达到指定循环次数或者叶片出现裂纹，疲劳试验结束，记录试验量级及相应的循环次数；先根据小子样升降法进行叶片疲劳极限测量，小子样升降法为叶片试验量级的调整方法，如果叶片在某应力量级下对应的循环次数达到预定值未出现裂纹，下一片叶片的应力量级根据预定步长上升一个步长；如果叶片在某应力量级下未达到预定的循环次数出现裂纹，则下一片叶片的应力量级下降一个步长，重复应力量级的升降过程直至满足小子样升降法获取中值疲劳极限的条件，利用Matlab读取小子样升降法疲劳试验的应力量级和相对应的循环次数数据，按照小子样升降法计算中值疲劳极限，然后以图表的形式输出到报告中，

获取中值疲劳极限后，利用成组法获取叶片的S-N曲线，成组法先基于中值疲劳极限，设定高于中值疲劳极限的多个应力量级，每个应力量级下分配多个数目的叶片，然后基于预定的分组进行叶片疲劳试验；读取成组法疲劳试验的应力量级和相对应的循环次数数据，计算对数坐标下的疲劳寿命的平均值、标准差、变异系数、置信度，然后以图表的形式保存至设定位置，

基于本步骤获得的疲劳极限和疲劳寿命结果拟合S-N曲线，

振动特性统计结果和疲劳试验统计结果处理完成后，根据路径读取处理后的结果，将处理后的结果输出到报告，然后对试验结果进行判断并得出结论。

2.根据权利要求1所述的一种基于Matlab叶片疲劳极限评估方法，其特征在于，

所述图片数据包括试验前拍摄的叶片整体状态照片、试验后拍摄的叶片整体状态照片以及叶片局部裂纹图片。