本發(fā)明屬于直升機(jī)旋翼拉扭條疲勞計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、層疊式金屬拉扭條是直升機(jī)槳轂結(jié)構(gòu)通常采用的一種承載結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是由若干金屬拉扭片迭層構(gòu)成，其主要功能是承受槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形以實(shí)現(xiàn)槳葉的變距運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、使用安全和易維護(hù)的特點(diǎn)。

2、除此之外，層疊式金屬拉扭條結(jié)構(gòu)還具有一定的破損安全特性，在部分拉扭片發(fā)生失效時(shí)，其結(jié)構(gòu)仍然能承受一定的高周疲勞載荷。國(guó)內(nèi)暫無(wú)破損安全高周疲勞壽命的分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法和裝置，可以確定層疊式金屬拉扭條的破損安全高周疲勞壽命。

2、本發(fā)明第一方面提出一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，包括以下步驟：

3、步驟一、獲取待測(cè)拉扭條的初始扭轉(zhuǎn)剛度e；待測(cè)拉扭條為部分失效的層疊式金屬拉扭條；

4、步驟二、將試驗(yàn)次數(shù)m設(shè)置為1，對(duì)待測(cè)拉扭條施加離心力靜載荷fc和初始交變扭角θ；

5、步驟三、進(jìn)行n次載荷循環(huán)，在待測(cè)拉扭條未斷開(kāi)時(shí)，獲取待測(cè)拉扭條的新的扭轉(zhuǎn)剛度e＇，判斷(e-e＇)/e是否大于10％；若是，則進(jìn)入步驟四；若否，則進(jìn)入步驟五；n的取值為正整數(shù)；

6、步驟四、根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)m和交變扭角獲取疲勞性能s∞；根據(jù)疲勞性能s∞，獲取拉扭條破損安全高周疲勞壽命；

7、步驟五、將試驗(yàn)次數(shù)m加1，將交變扭角增大預(yù)設(shè)角度，進(jìn)入步驟三。

8、可選的，根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)和交變扭角獲取疲勞性能s∞，包括：

9、根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)和交變扭角，采用如下公式獲取疲勞性能s∞；

10、

11、其中，a、α為拉扭條材料s-n曲線形狀參數(shù)，saj為第j次試驗(yàn)時(shí)的交變扭角；j的取值為從1至m的正整數(shù)，s∞為疲勞性能。

12、可選的，根據(jù)疲勞性能s∞，獲取拉扭條破損安全高周疲勞壽命，包括：

13、根據(jù)疲勞性能s∞和疲勞強(qiáng)度減縮系數(shù)jp，獲取待測(cè)拉扭條的安全疲勞極限s∞＇；

14、根據(jù)待測(cè)拉扭條的計(jì)算載荷譜或?qū)崪y(cè)載荷譜，以及安全疲勞極限s∞＇，獲取待測(cè)拉扭條的破損安全高周疲勞壽命。

15、可選的，安全疲勞極限s∞＇＝s∞/jp。

16、可選的，預(yù)設(shè)角度為3°。

17、可選的，待測(cè)拉扭條的扭轉(zhuǎn)剛度e的獲取包括：

18、對(duì)待測(cè)拉扭條施加離心力靜載荷fc；

19、對(duì)待測(cè)拉扭條施加m個(gè)逐級(jí)增加預(yù)設(shè)角度的交變扭角，并測(cè)量每一交變扭角下的扭矩；m的取值為正整數(shù)；

20、根據(jù)各交變扭角及對(duì)應(yīng)的扭矩，獲取扭轉(zhuǎn)剛度e。

21、可選的，所述方法還包括：

22、對(duì)結(jié)構(gòu)完整的拉扭條施加離心力靜載荷fc和初始交變扭角θ，進(jìn)行n次載荷循環(huán)，判斷拉扭條是否發(fā)生破壞；在未發(fā)生破壞時(shí)，將交變扭角增大預(yù)設(shè)角度，再次進(jìn)行n次載荷循環(huán)，直至拉扭條發(fā)生破壞，得到待測(cè)拉扭條。

23、本發(fā)明第二方面提供一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定裝置，用于執(zhí)行如第一方面中任一項(xiàng)所述的方法。

24、本發(fā)明提出一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法和裝置，可用于計(jì)算金屬層疊式拉扭條在部分拉扭片失效后的高周疲勞壽命，可為直升機(jī)層疊式拉扭條拉扭片發(fā)生部分失效后的高周疲勞壽命計(jì)算提供依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)和交變扭角獲取疲勞性能s∞，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，根據(jù)疲勞性能s∞，獲取拉扭條破損安全高周疲勞壽命，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，安全疲勞極限s∞＇＝s∞/jp。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，待測(cè)拉扭條的扭轉(zhuǎn)剛度e的獲取包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法，其特征在于，預(yù)設(shè)角度為3°。

8.一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定裝置，其特征在于，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種層疊式金屬拉扭條破損安全高周疲勞壽命確定方法和裝置，該方法包括以下步驟：步驟一、獲取待測(cè)拉扭條的初始扭轉(zhuǎn)剛度E；步驟二、初始化；步驟三、進(jìn)行N次載荷循環(huán)，在待測(cè)拉扭條未斷開(kāi)時(shí)，獲取待測(cè)拉扭條的新的扭轉(zhuǎn)剛度E＇，判斷(E?E＇)/E是否大于10％；若是，則進(jìn)入步驟四；若否，則進(jìn)入步驟五；步驟四、根據(jù)試驗(yàn)次數(shù)m和交變扭角獲取疲勞性能S<subgt;∞</subgt;；根據(jù)疲勞性能S<subgt;∞</subgt;，獲取拉扭條破損安全高周疲勞壽命；步驟五、將試驗(yàn)次數(shù)m加1，將交變扭角增大預(yù)設(shè)角度，進(jìn)入步驟三?？蔀橹鄙龣C(jī)層疊式拉扭條拉扭片發(fā)生部分失效后的高周疲勞壽命計(jì)算提供依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：王宇堂,張星光,陶憲斌,張偉,奚佳凱,劉曉同,孟慶春,陳丹丹,孫思,呂明月,李瑋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2