[发明专利]压气机叶片选材方法

说明书

本发明提供了一种压气机叶片选材方法，包括：步骤一、对压气机叶片选材进行需求分析；步骤二、根据步骤一的需求分析结果确定压气机叶片的多种候选材料；步骤三、计算每种候选材料的选材评价指标值；步骤四、计算获取每种候选材料的权重系数；步骤五、根据每种候选材料的选材评价指标值和候选材料的权重系数，并采用加权平均算法获取每种候选材料的评价值；步骤六、比较多种候选材料的评价值；步骤七、通过仿真或试验的方法对评价值位于前列的一种候选材料或多种候选材料进行对比验证；步骤八、根据评价值和对比验证的结果，确定压气机叶片的选材。应用本发明实施例可提高选材结果的正确性，能够避免片面和盲目地选材。

技术领域

本发明涉及材料应用领域，具体涉及一种压气机叶片选材方法。

背景技术

航空发动机设计选材时需要兼顾很多相互冲突、相互制约的功能、性能需求，例如需要在降低油耗、成本以及重量的同时提高性能、寿命和可靠性。选材是航空发动机设计研发过程中一项非常重要的技术工作，选材的合理性将在很大程度上影响发动机的性能、寿命和成本。科学的选材方法是实现物尽其用、合理选材的前提和保证。若要实现科学、合理地选材，设计研发人员就必须充分掌握各种工程材料的特性，在综合考虑材料性能特点的基础上，根据不同零件的结构特点、工作条件、受力状态、失效形式并结合整机设计需求而进行客观、科学的材料选择，使其满足零件及整机的功能、性能需求。其中，科学、规范的选材方法及选材流程尤为重要。

压气机叶片是发动机中的关键零件，其功能重要，载荷复杂。压气机叶片选材的合理性对于发动机的性能和寿命有着重要的影响。设计研发人员需在充分掌握压气机叶片选材需求和各种工程材料特性的基础上，综合考虑材料的使用性、工艺性、经济性、可靠性和可实现性，根据压气机叶片的结构特点、工作条件、受力状态、失效形式并结合整机设计需求而进行客观、科学的材料选择，使选材结果满足零件及整机的功能、性能需求。

但是现有技术中尚未建立完整规范的航空发动机定量选材方法及流程，主要采用经验法或半经验的方法选材。

发明内容

本发明提供了一种压气机叶片选材方法，以达到提高选材结果的合理性与正确性的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压气机叶片选材方法，包括：步骤一、对压气机叶片选材进行需求分析；步骤二、根据步骤一的需求分析结果确定压气机叶片的多种候选材料；步骤三、计算每种候选材料的选材评价指标值；步骤四、计算获取每种候选材料的权重系数；步骤五、根据每种候选材料的选材评价指标值和候选材料的权重系数，并采用加权平均算法获取每种候选材料的评价值；步骤六、比较多种候选材料的评价值；步骤七、通过仿真或试验的方法对评价值位于前列的一种候选材料或多种候选材料进行对比验证；步骤八、根据评价值和对比验证的结果，确定压气机叶片的选材。

进一步地，步骤一具体为：根据整机设计要求、叶片服役条件和失效模式预估中的一种或者多种组合对压气机叶片选材进行需求分析。

进一步地，步骤二具体为：根据需求分析的结果，查找对应的材料对照表并确定压气机叶片的多种候选材料。

进一步地，步骤三具体为根据矩阵X＝(x_ij)_n×m计算每种候选材料的选材评价指标值，其中i＝1,2,3.....n，j＝1,2,3.....m。

进一步地，步骤四具体为：采用层次分析法计算获取每种候选材料的权重系数，多种候选材料的权重系数分别为w₁,w₂,w₃......w_m。

进一步地，步骤五具体为：建立加权数据矩阵Y＝(y_ij)_n×m＝w_jx_ij，其中i＝1,2,3.....n，j＝1,2,3.....m；根据获取每种候选材料的评价值。