汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106202630A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610486983.3(22)申请日2016.06.28(71)申请人四川大学地址610000四川省成都市一环路南一段24号(72)发明人李久楷王清远刘永杰张宏谢少雄侯方(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人郭受刚(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法(57)摘要本发明公开了一种汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，包括：根据和获得转子构件上高温危险点的平均应力和高温危险点的应力幅；获得转子构件的超高周疲劳S-N曲线；根据转子构件的超高周疲劳S-N曲线获得转子构件服役期对应的疲劳强度；根据获得转子构件带负荷稳定运行的等效单向对称应力幅；确定转子构件的许用安全系数；根据转子构件的许用安全系数进行转子构件的超高周疲劳强度校核；计算转子构件的安全疲劳寿命和超高周疲劳寿命损耗。本发明提供的汽轮机转子高温超高周疲劳疲劳强度和疲劳寿命评估方法，可以实现高温超高周疲劳强CN106202630A度、疲劳寿命和损耗的定量计算、评定。CN106202630A权利要求书1/2页1.一种汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括：根据和获得转子构件上高温危险点的平均应力和高温危险点的应力幅，其中，σm为高温危险点的平均应力，σa为高温危险点的应力幅，σmax为高温危险点的最大应力，σmin为高温危险点的最小应力；获得转子构件的超高周疲劳S-N曲线；根据转子构件的超高周疲劳S-N曲线获得转子构件服役期对应的疲劳强度；根据获得转子构件带负荷稳定运行的等效单向对称应力幅，其中，σea为转子构件带负荷稳定运行的等效单向对称应力幅，σ-1D为转子构件服役期对应的疲劳强度，σCreep为转子钢材料的蠕变强度；确定转子构件的许用安全系数；根据转子构件的许用安全系数进行转子构件的超高周疲劳强度校核；计算转子构件的安全疲劳寿命和超高周疲劳寿命损耗。2.根据权利要求1所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，获得转子构件的超高周疲劳S-N曲线包括：测试转子钢材料的超高周疲劳S-N数据点(S0,N0)，其中，S0为转子钢材料的超高周疲劳疲劳强度数据，N0为转子钢材料的超高周疲劳疲劳寿命数据；根据对转子钢材料的超高周疲劳S-N数据点进行修正，其中，SD为转子构件的超高周疲劳疲劳强度数据，kσD为疲劳强度降低系数；对数据点(SD,N0)进行拟合以获得转子构件的超高周疲劳S-N曲线。3.根据权利要求2所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，采用高温超声疲劳实验方法测试转子钢材料的超高周疲劳S-N数据点(S0,N0)。4.根据权利要求2所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，疲劳强度降低系数根据确定，其中，kσ为转子构件的形状系数，ε为转子构件的尺寸系数，β1为转子构件的表面加工情况系数。5.根据权利要求4所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，转子构件的形状系数取值范围为1.5至3.0，转子构件的尺寸系数取值范围为0.5至0.7，转子构件的表面加工情况系数取值范围为0.8至1.0。6.根据权利要求1所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，采用三维有限元分析方法获得高温危险点的最大应力和高温危险点的最小应力。7.根据权利要求1所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，转子构件的许用安全系数根据[n]＝nsn1确定，其中，[n]为转子构件的许用安全系数，ns为强度安全系数，n1为应力安全系数。8.根据权利要求1所述的汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，其特征在于，计算转子构件的安全疲劳寿命和超高周疲劳寿命损耗包括：根据σena＝[n]σea获得转子构件的安全应力，其中，σena为转子构件的安全应力，[n]为转2CN106202630A权利要求书2/2页子构件的许用安全系数；将转子构件的安全应力代入转子构件的超高周疲劳S-N曲线获得转子构件的安全疲劳寿命；根据获得转子构件的超高周疲劳寿命损耗，其中，EVHCF为转子构件的超高周疲劳寿命损耗，Nf为转子构件服役期，NVHCF为转子构件的安全疲劳寿命。3CN106202630A说明书1/7页汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法技术领域[0001]本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法。背景技术[