(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 202111391715.0 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 中国直升 机设计研究所 地址 333001 江西省景德镇市航空路6 -8号 (72)发明人 邹静　潘春蛟　苏风　顾文标　 张伟　 (74)专利代理 机构 中国航空专利中心 1 1008 代理人 王世磊 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种直升机部件低周加速试验谱的计算方 法 (57)摘要 本发明提供了一种直升机部件低周加速试 验谱的计算方法， 包括： 将直升机结构复合受载 表征的低周疲劳试验谱， 等效为单一应力表征的 低周疲劳应力谱， 通过归一化处理， 建立结构疲 劳寿命与结构疲劳应力极限间的关系曲线(寿命 曲线)。 同时， 基于寿命曲线及累积损伤原理等， 循环计算作用于低周疲劳试验谱的载荷加速系 数及循环次数减缩系数的最优解， 最终获得既满 足加速需求， 疲劳寿命又等同于未加速等效的低 周疲劳加速试验载荷谱。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114065396 A 2022.02.18 CN 114065396 A 1.一种直升 机部件低周加速试验 谱的计算方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于直升机任务剖面以及任务剖面中的地—空—地载荷和循环次数， 编制与 结构低周 疲劳寿命 对应的低周疲劳试验载荷谱； 计算所述低周疲劳试验谱中每个任务剖面下的载荷循环对应的直升机结构应力， 将所 述低周疲劳试验载荷谱转 化为低周疲劳试验应力谱； 将最大应力幅值对应的任务剖面作为归一化因子， 将所有任务剖面的应力幅值归一 化， 生成归一 化的结构低周疲劳谱； 基于所述归一化后的低周疲劳应力谱、 结构材料的全范围安全疲劳特性S ‑N曲线和 MINER累积损伤理论， 计算结构的寿命曲线。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 基于所述寿命曲线确定结构低周疲劳寿命 对应的安全疲劳应力极限σ∞； 基于归一化低周疲劳谱中各剖面对应的应力幅值乘以放大系数kσ， 采用结构材料的全 范围平均疲劳特性S ‑N曲线、 结构低周疲劳寿命Life对应的安全疲劳应力极限σ∞， 以及 MINER累积损伤理论， 计算各飞行剖面应力幅值 放大后， 对应的结构破坏循环次数； 设kN为低周疲劳试验加 速的期望值， 且期望值小于1， 计算低周疲劳应力循环减缩系数 k'N， 若k'N‑kN>0， 则返回上一 步迭代计算， 直到获得k'N最优解。 3.根据权利要 求2所述的方法， 其特征在于， 所述低周疲 劳试验应力循环减缩系数k'N计 算公式为： 其中， 为结构对应的破坏循环次数， (i ＝1～n)。 4.根据权利要 求3所述的方法， 其特征在于， 每个任务剖面对应的载荷 乘以加速系数kσ， 对应的循环次数乘以k'N， 获得满足加速要求， 且寿命等效的结构低周试验载荷加速谱。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于直升机任务剖面以及任务剖面中 的地—空—地载荷和循环 次数， 编制与结构低周疲劳寿命对应的低周疲劳试验载荷谱， 包 括： 基于飞行实测结果或计算结果， 确定结构第i个任务剖面CASEi对应的地—空—地载荷 循环， 所述地—空—地载荷循环按照直升机寿命期内n个任务剖面CASEi出现的先后次序， 编 制成低周疲劳试验载荷谱。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述计算所述低周疲劳试验谱中每个任务 剖面下的载荷循环对应的直升机结构应力， 将所述低周疲劳试验载荷 谱转化为低周疲劳试 验应力谱， 包括： 计算低周疲劳试验谱中n个任务剖面CASEi(i＝1,2,3...n)对应的m种载荷循环作用下 的合应力σi； 计算单一载荷循环对应的正应力， 将m中载荷循环对应的正应力叠加， 获得n个任务剖 面对应的合应力σi。 将所述低周疲劳试验载荷谱转 化为所述低周疲劳试验应力谱。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065396 A 27.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将最大应力幅值对应的任务剖面作为 归一化因子， 将所有任务剖面的应力幅值归一 化， 生成归一 化的结构低周疲劳谱， 包括： 从n个任务剖面CASEi(i＝1,2,3...n)选取最大应力幅值σmax， 将第i个任务剖面的应力 幅值归一 化， 其中， 归一化后的直升机结构低周疲劳谱为 Ni×Life， i＝1,2, 3...n。 8.根据权利要 求1所述的方法， 其特征在于， 所述任 务剖面CASEi代表直升机 执行的某 类 任务， i＝1,2,3. ..n， n为直升寿命期内的任务剖面数量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065396 A 3