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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料涡轮导向叶片抗热冲击性能分析方法，包括如下步骤：第一步，建立反映CMC涡轮导向叶片工艺特征的几何模型；第二步，在给定工况下进行CMC涡轮导向叶片瞬态流‑热耦合计算，获取叶片随时间的温度变化；第三步，定义CMC涡轮导向叶片材料属性和单元主方向，进行网格划分；第四步，以某一时刻节点温度作为热载荷，进行CMC涡轮导向叶片的准静态应力计算；第五步，选取典型时刻进行渐进损伤分析，求解CMC涡轮导向叶片的损伤位置及失效模式。本发明填补了CMC涡轮导向叶片抗热冲击性能分析方法的空白，考虑了CMC热、力学性能及非线性力学性能各向异性的影响，准确预测了CMC涡轮导向叶片热冲击损伤位置和失效模式。

主权项：1.一种陶瓷基复合材料涡轮导向叶片抗热冲击性能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立反映陶瓷基复合材料涡轮导向叶片工艺特征的叶片几何模型，并依据实际工况建立流体及固体计算域；步骤2：根据陶瓷基复合材料涡轮导向叶片纤维编织方向定义叶片几何模型的单元主方向，赋予叶片几何模型等效各向异性热性能参数，在给定边界条件下进行流体及固体计算域的瞬态流-热双向耦合计算，求解出陶瓷基复合材料涡轮导向叶片从起动到平稳过程中任意时刻的温度变化数据；步骤3：建立陶瓷基复合材料涡轮导向叶片的有限元模型，赋予有限元模型等效各向异性热性能参数及弹性力学参数，并根据陶瓷基复合材料涡轮导向叶片纤维走向定义有限元模型的单元主方向；步骤4：将步骤2得到的温度变化数据中不同时刻下的节点温度作为热载荷导入有限元模型中，并对有限元模型施加约束条件，进行陶瓷基复合材料涡轮导向叶片的有限元分析，将叶片瞬态热应力分析简化成不同时刻下的准静态应力分析，从而获得陶瓷基复合材料涡轮导向叶片对应时刻下的各向异性热应力分布；步骤5：根据陶瓷基复合材料涡轮导向叶片对应时刻下的各向异性热应力分布可知陶瓷基复合材料涡轮导向叶片各时刻下的高应力区域，则高应力区域为叶片受热冲击后的易损伤部位，提取出易损伤部位的节点坐标及该节点坐标对应的温度数据，选取典型时刻进行渐进损伤分析，获得叶片受热冲击后的损伤位置及失效模式，完成陶瓷基复合材料涡轮导向叶片抗热冲击性能分析。

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