(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111405307.6 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 戚元杰　吴建军　程玉强　宋立军　 杨述明　胡润生　刘育玮　崔孟瑜　 石业辉　邓凌志　 (74)专利代理 机构 国防科技大 学专利服 务中心 43202 代理人 关洪涛 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 119/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种液体火箭发动机 推力室寿 命预估方法 (57)摘要 本发明公开了一种液体火箭发动机推力室 寿命预估方法， 方法包括： 获取推力室的结构参 数、 材料参数、 内壁温差及压力数据； 计算每次工 作后内壁变形的总挠度、 细化量、 细化停止的循 环次数NT和失稳寿命NS； 判断失稳寿命NS与细化 停止的循环次数NT的关系， 若NS<NT， 则推力室的 寿命为失稳寿命NS， 若NS>NT， 则计算推力室的疲 劳寿命NF； 计算内壁的有效应变幅， 并将有效应 变幅输入推力室内壁材料的疲劳曲线中， 计算疲 劳损伤DF， 若DF<1， 则不断迭代直至DF≥1， 输出疲 劳寿命NF， 所述推力室的寿命为NT+NF。 本发明可 针对液体火箭发动机推力室内壁细化量的损伤 进行计算， 并结合该推力室的性能数据， 结构数 据和材料数据给出推力室寿 命预估的结果。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114139309 A 2022.03.04 CN 114139309 A 1.一种液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取推力室的结构参数、 材 料参数、 内壁温差及压力数据； 计算每次工作后内壁变形的总挠度、 细化 量、 细化停止的循环次数NT和失稳寿命NS； 判断失稳寿命 NS与细化停止的循环次数NT的关系， 若NS<NT， 则推力室的寿命 为失稳寿命 NS， 若NS>NT， 则计算推力室的疲劳寿命NF； 计算内壁的有效应变幅， 并将有效应变幅输入推力室内壁材料的疲劳曲线中， 计算疲 劳损伤DF， 若DF<1， 则不断迭代直至DF≥1， 输出疲劳寿命NF， 所述推力室的寿命为 NT+NF。 2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述推力 室的结构参数、 材 料参数、 内壁温差及压力数据均采用设计数据。 3.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述内壁 变形的总挠度的计算方法包括： 首先、 采用以下公式计算周向塑性应 变幅 和其修正量 式中， αi为内壁热膨胀系数， α0为外壁热膨胀系数， (Tiαi‑T0α0)max为循环中出现的最大 热应变， (Tiαi‑T0α00min为循环中出现的最小热应变， 为工作平均温度下的绝对屈服强 度最大值， 为工作平均温度下的绝对屈服强度最小值Sy为 和 绝对值的平均值， E 为弹性模量， ν 为泊松比， ΔT为推力室内壁两侧的温差； 然后、 根据以下公式计算弯 矩产生的挠度 δ1和切应力引起的挠度 δ2 式中， R为推力室内壁弯曲产生的曲率半径， p为冷却槽与推力室 室压的差值； 最后、 计算每次工作后内壁变形的总挠度 δP＝ δ1+δ2。 4.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述内壁 的细化量的计算公式为： 式中， l和w分别为槽 宽和肋宽， N 为重复使用次数。 5.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述失稳 寿命NS的计算方法如下： 首先、 计算推力室内壁失稳的临界厚度tcr＝2He‑q， 其中， q为应变硬化系数， q为内壁材权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114139309 A 2料的强度极限Su与屈服极限Sy之比； 然后、 令tN＝2H‑tcr， 可得失稳寿命NS， 2H(1‑e‑q)＝tN； 所述细化停止的循环次数NT的计算公式为： NT＝750q1.25。 6.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述内壁 的有效应 变幅的计算公式为： 式中， 假设每次工作循环后的总挠度 δP保持不变， N次循环后， 内壁厚度得最大值tmax和最小值 tmin由下式计算出： 其中， 2H、 l和w 为冷却槽几何尺寸。 7.根据权利要求1所述的液体火箭发动机推力室寿命预估方法， 其特征在于， 所述推力 室内壁材 料的疲劳曲线采用如下公式进行拟合： NF为疲劳寿命， εt为应变幅， Su为内壁材 料的强度极限， ％RA为断面收缩率； 所述推力室的疲劳寿命采用如下公式计算： 若DF<1， 则不断迭代直至DF ≥1时， 输出疲劳寿命NF。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114139309 A 3