(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210902543.7 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 沈锡钢　刘一雄　苏守丽　伊锋　 韩方军　曹航　白天明　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 王伟立 (51)Int.Cl. G01N 3/32(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种用于叶片高周疲劳考核的加速试车参 数确定方法 (57)摘要 本申请提供了一种用于叶片高周疲劳考核 的加速试车参数确定方法， 包括： 对航空发动机 具有转子叶片的部件进行振动特性仿真分析及 整机动应力测量试验， 获得各部件转子叶片在工 作转速范围内的共振转速、 频率和振型； 分别确 定各部件的仿真寿命限制值和实测寿命限制值， 同时， 对叶片 共振频率进行修正得到各部件转子 叶片的频率 分散度； 绘制所有共振转速点得到各 部件的转子叶片共振转速谱； 将各部件转子叶片 在某个转速下的停留时间绘制在共振转速谱上， 取停留时间最长的作为该转速下的考核时间， 进 而得到发动机考核混频状态； 制定高周疲劳试验 参数并开展试车验证， 若 叶片均未发生破坏， 则 参数制定合理； 若不满足， 则重新确定试验参数。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115165631 A 2022.10.11 CN 115165631 A 1.一种用于叶片高周疲劳考核的加速试 车参数确定方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 对航空发动机具有转子叶片的部件进行振动特性仿真分析， 获得各部件转子叶片在工 作转速范围内的共振转速、 频率和振型， 同时开展整机动应力测量试验， 获得各部件转子叶 片在全转速范围内实测的共 振转速、 频率和振型； 根据振动特性仿真分析结果及整机动应力测量结果， 分别确定各部件的仿真寿命限制 值和实测寿命限制值， 同时， 对叶片共振频率进 行修正得到叶片分散度修正后的频率， 根据 该频率得到各部件转子叶片的频率分散度； 以实测结果为基准， 将所有共振转速点绘制在一张图上得到各部件的转子叶片共振转 速谱； 将各部件转子叶片在某个转速下的停留时间绘制在共振转速谱上， 取停留时间最长的 作为该转速下的考核时间， 进 而得到发动机考核混频状态； 根据混频状态制定高周疲劳试验参数， 包括考核转速和停留时间， 根据高周疲劳试验 参数开展整机高周疲劳考核加速试车验证， 并开展叶片表面裂纹检测， 若 试验完成后， 各部 件转子叶片均未发生高周疲劳破坏， 则高周疲劳试验参数制 定合理， 达到高周疲劳考核的 目的； 若有不满足设计要求的叶片， 则开展分析工作， 重新确定试验方案 。 2.如权利要求1所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 所述具有转子叶片的部件 包括风扇、 压气机、 低压涡轮、 高压涡轮。 3.如权利要求2所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 所述仿真寿命限制值确定过程包括： 通过相关标准获得叶片材 料的高周疲劳寿命要求 Nf； 使叶片材料的高周疲劳寿命要求Nf除以每个仿真共振转速的频率FC获得仿真共振转速 WC下的停留时间tC＝Nf/FC。 4.如权利要求2所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 所述实测寿命限制值确定过程包括： 通过相关标准获得叶片材 料的高周疲劳寿命要求 Nf； 使叶片材料的高周疲劳寿命要求Nf除以每个实测共振转速的频率FR获得仿真共振转速 WR下的停留时间tC＝Nf/FR。 5.如权利要求3或4所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在 于， 对叶片共 振频率进行修 正得到修 正后的频率的过程包括： 根据转子叶片实测频率与实测频率平均值的比值， 乘以叶片振动特性分析给出的理论 共振频率得到叶片分散度修 正后的频率， 即： F修 正＝F理论×(F目标/F平均) 式中， F修正指经过叶片分散度修正后的频率， F理论指振动特性仿真分析给出的叶片共振 频率， F目标指叶片频率分散度修 正的目标值， F平均指叶片实测频率平均值。 6.如权利要求5所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 所述频率分散度S的计算方式为： S＝(F修 正‑F理论)/F理论。 7.如权利要求5所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 绘制转子叶片共振转速谱时， 当实测频率与名义频率的差值大于预定值时， 共振转速绘制权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115165631 A 2为共振转速带。 8.如权利要求7所述的用于叶片高周疲劳考核的加速试车参数确定方法， 其特征在于， 所述共振转速带W ×(1±S)， 式中， W为共振转速， S为频率分散度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115165631 A 3