(19)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 202210902437.9 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 沈锡钢　史志勇　冯凯　齐晓雪　 张强　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 刘传准 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿 命计算方法 (57)摘要 本申请属于发动机部件 试验技术领域， 具体 涉及一种航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿 命计算方法。 该方法包括确定发动机最大工作压 力下的聚四氟乙烯软管的当量密度； 测量聚四氟 乙烯软管的一阶固有 频率； 构建聚四氟乙烯软管 的有限元模型， 在所述有限元模型中， 通过给定 弹性模量范围计算其内对应的一阶固有频率， 当 计算的一阶固有频率与步骤三测量的一阶固有 频率相同时， 确定此时的当量弹性模量； 运用所 述有限元模型， 计算得到应力云图； 基于预定的 疲劳载荷历程， 计算所述聚四氟乙烯软管的疲劳 寿命值。 本申请给出了脉冲寿命的计算方法， 有 利于软管在研发初期确定脉冲寿命是否满足要 求， 进而进行改进设计， 缩短研发周期。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115358113 A 2022.11.18 CN 115358113 A 1.一种航空发动机用聚四氟乙烯软 管脉冲寿命计算方法， 其特 征在于， 包括： 步骤一、 确定发动机最大工作压力下的聚四氟乙烯软 管的当量密度； 步骤二、 将聚四氟乙烯软管的一端封堵， 另一端施加所述发动机最大工作压力的预定 倍数的压力； 步骤三、 测量聚四氟乙烯软 管的一阶固有频率； 步骤四、 构建聚四氟乙烯软管的有限元模型， 在所述有限元模型中， 通过给定弹性模量 范围计算其内对应的一阶固有频率， 当计算的一阶固有频率与步骤三测量的一阶固有频率 相同时， 确定此时的当量弹性模量； 步骤五、 运用所述有限元模型， 计算得到应力云图； 步骤六、 将应力云图数据载入到疲劳分析软件中， 输入所述当量密度、 泊松比、 当量弹 性模量及参考S ‑N曲线， 并基于预定的疲劳载荷历程， 计算所述聚四氟乙烯软管的疲劳寿命 值。 2.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤一中， 所述当量密度ρ 通过以下公式计算： 其中， L为聚四氟乙烯软管的长度， d1为聚四氟乙烯软管的内径， d2为聚四氟乙烯软管的 外径， M为聚四氟乙烯软 管的质量。 3.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤二中， 所述预定倍数为1.5倍。 4.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤二中的聚四氟 乙烯软管的固定方式与步骤一种的发动机装机状态下的聚四氟 乙烯软 管的固定方式相同。 5.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤三中， 通过力锤冲击法测量聚四氟乙烯软 管的一阶固有频率。 6.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤四中， 在所述有限元模型中， 边界条件与发动机装机状态相同， 内压力为所述 发动机最 大工作压力的预定倍数的压力， 设置当量弹性模量从10MPa～1000MPa范围内变化， 通过二 分法搜索当量弹性模量， 以使得在该当量弹性模量下计算的一阶固有频率与测量的一阶固 有频率相同。 7.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤四中， 在构建聚四氟乙烯软管的有限元模型时， 选取 的参数包括泊松比， 其中， 当所述 聚四氟乙烯软管的内管为直管时， 泊松比取3.4， 当所述聚四氟乙烯软管的内管为波纹管 时， 泊松比取4.2。 8.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤六中， 所述参考S ‑N曲线是指自S ‑N曲线组中， 选取与待试验的聚四氟乙烯软管的内径 最接近的一个S ‑N曲线， 所述S ‑N曲线中， 纵坐标为寿命N的对数， 横坐标为应力值S。 9.如权利要求8所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在于， 步骤六之前进一步包括对S ‑N曲线进行修正， 所述修正包括： 选择多根管路按照发动机最大权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358113 A 2工作压力进 行脉冲试验， 得到脉冲次数， 同时通过有限元模型得到最大应力， 根据脉冲次数 及最大应力之间的关系修 正所述S‑N曲线。 10.如权利要求1所述的航空发动机用聚四氟乙烯软管脉冲寿命计算方法， 其特征在 于， 步骤六中， 预定的疲劳载荷历程包括多个连续的脉冲载荷循环， 每个脉冲载荷循环中载 荷的最小值 为发动机最大工作压力的0.2倍， 最大值 为发动机最大工作压力的1.5倍。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358113 A 3