[发明专利]一种用于重复使用火箭发动机涡轮泵的高低周复合疲劳寿命预测方法

权利要求书

1.一种用于重复使用火箭发动机涡轮泵的高低周复合疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，基于线性累积损伤模型，对高低周复合疲劳试验载荷谱中单个载荷块内低周疲劳损伤D_L和高周疲劳损伤D_H分别进行计算；

步骤2)，在单个载荷块内考虑低周载荷和高周载荷之间相互影响，引入附加损伤D_a对单个载荷块内损伤进行修正，即单个载荷块的损伤D_B表示为低周疲劳损伤D_L、高周疲劳损伤D_H和附加损伤D_a三部分之和，即D_B＝D_L+D_H+D_a；

步骤3)，在多个载荷块之间考虑载荷历程的影响，以载荷块为基本单元引入修正因子f对载荷块损伤D_B进行修正，得到载荷块复合损伤D_C；

步骤4)，将载荷块复合损伤D_C进行累积，计算总损伤到达临界损伤时的载荷块数。

2.根据权利要求1所述用于重复使用火箭发动机涡轮泵的高低周复合疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤1)中，根据线性累积损伤模型，高低周复合疲劳试验载荷谱中单个载荷块的损伤由低周疲劳损伤D_L和高周疲劳损伤D_H组成，其大小分别为：

其中，N_LCF为低周载荷对应的低周疲劳寿命，N_HCF为高周载荷对应的高周疲劳寿命，n为单个载荷块高周循环数。

3.根据权利要求2所述用于重复使用火箭发动机涡轮泵的高低周复合疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤2)中，附加损伤D_a是考虑高低周载荷相互影响造成的附加损伤项，其控制参数包括高低周应力幅值比和单个循环的高周载荷和低周载荷造成的损伤比具体表达式为：

其中，σ_H、σ_L为单个载荷块内的高周载荷幅值和低周载荷幅值；

考虑低周载荷和高周载荷之间的相互影响，修正线性累积损伤模型后的单个载荷块的损伤为：

4.根据权利要求3所述用于重复使用火箭发动机涡轮泵的高低周复合疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤3)中，第i个载荷块的复合损伤D_C,i为：

其中，下标i表示第i个载荷块的参数，即f_i是第i个载荷块的修正因子，N_LCF,i、N_HCF,i、n_i、α_i、d_i分别表示第i个载荷块的低周载荷对应的低周疲劳寿命、高周载荷对应的高周疲劳寿命、高周循环数、高低周应力幅值比、单循环高周低周损伤比；

f_i是第i个载荷块的修正因子，其控制参数包括当前累积损伤和第i个载荷块的损伤D_B,i：

考虑载荷历程影响，修正后的第i个载荷块的复合损伤D_C,i为：