CN117034702B 一种基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法 （北京石油化工学院）

一种基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变本发明公开了一种基于耦合蠕变本构模型验得到不同应力水平下蠕变应变与时间的关系变特征参数；在有限元软件ABAQUS提供的CREEP涡轮盘中低应力与高应力部分蠕变变形行为的2步骤2、根据联合时间硬化蠕变本构模型与θ参数法蠕变本构模型，阶段的发生时间，采用针对蠕变第三阶段的θ参数法蠕变本构模型对材料特征参数进行参采用针对蠕变第一二阶段的联合时间硬化蠕变本构模型对材料特征参数进行参数拟θ参数法蠕变本构模步骤3、在有限元软件ABAQUS提供的CREEP用户子程序中，型与θ参数法蠕变本构模型通过对各积分点施加环境应力的形式进行耦合计步骤5、利用有限元软件ABAQUS提供的CREEP用户子2.根据权利要求1所述基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法，其特征在于，在步骤1中，首先针对涡轮盘复杂多应力场下的蠕变变形，进行与涡轮盘相同材料的GH4169高温合金单轴蠕变试棒拉伸试验，获取该材料在工作温度650℃下、服役时长在3.根据权利要求1所述基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法，其特征在中根据ABAQUS外部接口规定还需要按显隐式积分方法分别定义联合时间硬化蠕变本构模3根据联合时间硬化蠕变本构模型推算出的三个变量返回值的相应根据θ参数法蠕变本构模型推导出的三个变量返回值相应公式如下：在CREEP用户子程序中将两个本构模型通过对各积分点施加环境应力，并定义变量返在ABAQUS中建立标准试棒有限元模型，以标准试棒单轴蠕变试验相同的边界条件对4.根据权利要求1所述基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法，其特征在在静力分析步一中施加包括离心载荷与气动载荷的工作载荷，在粘性分析步二中设置蠕变总时长，调整时间增量步及自动5.根据权利要求1所述基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法，其特征在最终将计算结果反馈到ABAQUS主程序，得到涡轮盘在蠕变总4时间硬化蠕变本构模型与θ参数法蠕变本构模型等，而航空发动机涡轮盘在工作环境中产构模型可能无法同时准确地预测航空发动机涡轮盘低应力与高应力部分的蠕变各阶段的方法克服了无法同时准确预测航空发动机涡轮盘中低应力与高应力部分蠕变变形行为的构模型与θ参数法蠕变本构模型通过对各积分点施加环境应力的形5[0014]图1为本发明实施例提供的基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测方法流[0015]图2为本发明实施例所述GH4169高温合金在300MPa到800MPa应力水平下的蠕变应[0016]图3为本发明实施例采用耦合蠕变本构模型在300MPa到800MPa应力水平下的蠕变[0017]图4为本发明实施例采用耦合蠕变本构模型模拟标准试棒在500MPa应力水平下的[0018]图5为本发明实施例采用耦合蠕变本构模型模拟标准试棒在700MPa应力水平下的[0020]如图1所示为本发明实施例提供的基于耦合蠕变本构模型的涡轮盘蠕变变形预测GH4169高温合金单轴蠕变试棒拉伸试验，获取该材料在工作温度650℃下、服役时长在为本发明实施例所述GH4169高温合金在300MPa到800MPa应力水平下的蠕变应变随时间变6参数法蠕变本构模型拟合公式如下式(1)和([0029]采用针对蠕变第一二阶段的联合时间硬化蠕变本构模型对材料特征参数进行参θ参数法蠕变本构模型与θ参数法蠕变本构模型通过对各积分点施加环境应力的形子程序中根据ABAQUS外部接口规定还需要按显隐式积分方法分别定义联合时间硬化蠕变7[0044]在CREEP用户子程序中将两个本构模型通过对各积分点施加环境应力，并定义变力的形式模拟GH4169高温合金在不同应力下的蠕变变形情况，调用CREEP用户子程序对标拟准确性，如图4所示为本发明实施例采用耦合蠕变本构模型模拟标准试棒在500MPa应力水平下的蠕变应变仿真与拟合结果示意图；如图5所示为本发明实施例采用耦合蠕变本构模型模拟标准试棒在700MPa应力水平下的蠕变应变仿真与拟合结[0053]在该步骤中，具体是在ABAQUS中调用CREEP用户子程序进行涡轮盘蠕变应变和变8用单轴蠕变试棒拉伸试验数据拟合回归得到材料蠕变特征参数，相比于单一的本构模型，可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，不应当被视