维修极限尺寸设计方法、维修检查方法和存储介质与流程

本公开涉及工程机械设计领域，尤其涉及一种维修极限尺寸设计方法、维修检查方法和存储介质。

背景技术：

1、工业设备的工程结构设计过程中涉及到零件的尺寸公差带，特别是关键零件或重要零件的关键特征区域的尺寸。通常，这些区域应给出尺寸的上下偏差，形成该区域的尺寸公差带，公差带范围内的尺寸均为合格尺寸。

技术实现思路

1、发明人经研究发现，相关技术中的工业设备在结构强度设计过程中，通常只给出设计极限尺寸。而在生命周期内，工业设备要经历若干次大修活动。工业设备大修时零件的尺寸会出现特征尺寸超出设计极限尺寸的情况，缺乏处理这些超差零件的办法将导致工业设备的技术状态波动较大，产品性能、稳定性及可靠性受到较大影响，并使本可通过修理手段恢复到设计技术状态的零部件大量报废。

2、有鉴于此，本公开实施例提供一种维修极限尺寸设计方法、工业设备维修检查方法和计算机存储介质，节约工业设备的运营成本。

3、在本公开的一个方面，提供一种维修极限尺寸设计方法，包括：

4、根据工业设备中零件的损伤模式，确定各零件不同区域的允许损伤类型；

5、根据各零件不同区域的允许损伤类型，建立各个零件热态下的损伤仿真模型；

6、基于损伤仿真模型，计算和验证各个零件热态下的技术状态和寿命；

7、根据仿真计算结果和寿命计算结果，确定零件的维修极限尺寸。

8、在一些实施例中，计算和验证零件热态下的技术状态和寿命的操作具体包括：

9、基于损伤仿真模型，仿真计算各零件在预设边界条件下的技术状态和寿命。

10、在一些实施例中，计算和验证各个零件热态下的技术状态和寿命的操作还包括：

11、基于损伤仿真模型，计算零件至少关键区域的配合性能和零件各区域的强度裕度。

12、在一些实施例中，计算和验证零件热态下的技术状态和寿命的操作还包括：

13、基于损伤仿真模型，计算零件至少关键区域的配合性能和零件各区域的强度裕度；

14、若零件热态下的技术状态满足要求，继续计算和验证零件的蠕变寿命和疲劳寿命。

15、在一些实施例中，计算和验证零件的蠕变寿命和疲劳寿命的操作具体包括：

16、根据零件材料特性及工况载荷，计算零件的蠕变寿命；

17、根据零件蠕变寿命和发动机寿命设计值，计算累积损伤指数；

18、其中，累积损伤指数为发动机寿命设计值和零件蠕变寿命的比值。

19、在一些实施例中，确定零件的维修极限尺寸的操作具体包括：

20、若零件的累积损伤指数小于1且零件的疲劳寿命满足要求，根据仿真计算结果和累积损伤指数，给出零件各区域在各损伤模式下的损伤指数；

21、根据损伤指数，结合零件的损伤模式，确定零件对应于各区域允许损伤类型的维修极限尺寸。

22、在一些实施例中，确定零件损伤模式的操作具体包括：

23、对工业设备进行失效模式和影响分析；

24、根据失效模式和影响分析结果确定工业设备各零件的损伤模式，并给出损伤门限值。

25、在一些实施例中，对零件进行位置区域划分的操作具体包括：

26、基于工业设备安全性和可靠性分析结果，确定零件的设计状态；

27、根据零件损伤模式划分零件区域，以界定各损伤允许出现的位置。

28、在一些实施例中，划分零件区域的操作具体包括：

29、将工业设备中的各零件划分为影响安全性的零件类型、影响可靠性的零件类型和其他类型；

30、其中，影响安全性的零件损伤将影响工业设备的安全，影响可靠性的零件损伤将导致工业设备性能下降或影响零件功能的完整发挥。

31、在一些实施例中，确定零件的设计状态的操作还包括：

32、根据工业设备安全性和可靠性分析结果，将零件划分为遵守安全寿命设计的零件和遵守容限设计的零件，以建立零件的设计状态；

33、其中，遵守安全寿命设计的零件应采用安全寿命设计法则，在零件的生命周期内不允许发生影响寿命的缺陷；

34、遵守容限设计法则的零件应采用容限寿命设计法则，在零件的生命周期内允许发生指定特征缺陷。

35、在一些实施例中，划分零件区域的操作包括：

36、根据各零件的设计状态，建立零件在设计状态下的损伤原则；

37、其中，损伤原则包括零件各部位分别允许出现的损伤类型。

38、在一些实施例中，划分零件区域的操作包括：

39、对零件各部位的损伤特征进行分析；

40、根据所述损伤特征分析结果和零件的重要性，对零件进行结构损伤区域划分。

41、在一些实施例中，对零件的损伤特征进行分析的操作包括：

42、根据损伤原则，建立零件的强度分析模型；

43、基于零件的强度分析模型，计算零件各部位在各损伤模式下的失效状态及寿命，以对零件进行载荷工况及强度分析。

44、在一些实施例中，对零件的损伤特征进行分析的操作还包括：

45、根据损伤原则，建立零件的强度分析模型；

46、基于零件的强度分析模型，对零件具有结构配合的部位进行功能分析和/或对影响工业设备性能的部位进行性能分析。

47、在一些实施例中，对零件进行结构损伤区域划分的操作具体包括：

48、分别限定零件的关键区域、重要区域和一般区域，以界定各损伤在零件上允许出现的位置；

49、其中，关键区域是指与零件或工业设备安全性相关的区域；

50、重要区域是指与零件或工业设备可靠性相关的区域；

51、一般区域是指除关键区域和重要区域外的区域。

52、在一些实施例中，维修极限尺寸的设计方法还包括：

53、通过工业设备的实物试验，验证维修极限尺寸的正确性。

54、在本公开的另一方面，提供一种工业设备维修检查方法，包括：

55、使用上述任一的维修极限尺寸设计方法，确定零件各区域允许损伤的类型和对应损伤的维修极限尺寸，从而判定零件是否可通过修理恢复技术状态。

56、在本公开的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现任一所述的维修极限尺寸设计方法。

57、因此，根据本公开实施例，在设计阶段充分考虑零件的维修性，根据零件的损伤模式划分出零件不同区域的允许损伤类型，并建立各零件的损伤仿真模型，计算和验证零件热态下的技术状态、寿命和损伤指数，从而根据仿真计算结果、损伤指数和损伤模式确定出零件的维修极限尺寸。本实施例中的维修极限尺寸的设计方法，可以在设计阶段解决工业设备零部件全生命周期内的维修性工程技术问题，确定可通过维修恢复工作状态的零件，为工业设备的修理提供可参考、可执行的尺寸要素，能够节约工业设备的运营成本。

技术特征：

1.一种维修极限尺寸设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述计算和验证零件热态下的技术状态和寿命的操作具体包括：

3.如权利要求2所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，计算和验证各个零件热态下的技术状态和寿命的操作还包括：

4.如权利要求2所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述计算和验证零件热态下的技术状态和寿命的操作还包括：

5.如权利要求4所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述计算和验证零件的蠕变寿命和疲劳寿命的操作具体包括：

6.如权利要求5所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述确定零件的维修极限尺寸的操作具体包括：

7.如权利要求1所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述确定零件损伤模式的操作具体包括：

8.如权利要求1所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述确定各零件不同区域的允许损伤类型的操作具体包括：

9.如权利要求8所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，确定零件的设计状态的操作还包括：

10.如权利要求9所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述划分零件区域的操作包括：

11.如权利要求10所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述划分零件区域的操作还包括：

12.如权利要求11所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述对零件的损伤特征进行分析的操作包括：

13.如权利要求11所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述对零件的损伤特征进行分析的操作包括：

14.如权利要求11所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，所述对零件进行结构损伤区域划分的操作具体包括：

15.如权利要求1所述的维修极限尺寸设计方法，其特征在于，还包括：

16.一种工业设备维修检查方法，其特征在于，包括：

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现权利要求1～15任一所述的维修极限尺寸设计方法。

技术总结
本公开涉及一种维修极限尺寸设计方法、维修检查方法和存储介质。维修极限尺寸设计方法包括：根据工业设备中零件的损伤模式，确定各零件不同区域的允许损伤类型；根据各零件不同区域的允许损伤类型，建立各个零件热态下的损伤仿真模型；基于损伤仿真模型，计算和验证各个零件热态下的技术状态和寿命；根据仿真计算结果和寿命计算结果，确定零件的维修极限尺寸。

技术研发人员：徐友平,李文静
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16