CN113221265B - 带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，包括：根据带孔结构件的孔边损伤特点，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围；根据带孔结构件的实际承受载荷，对带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造带孔结构件的模拟件；根据损伤部位和损伤范围，去除模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，目标部位包含损伤部位；对试验件进行修复，以使试验件与模拟件的形状相同；测试和分析修复后的试验件中的修复部位的微观组织结构、残余应力和力学性能，以评估修复部位的可靠性；对修复后的试验件进行疲劳试验，以评估带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命。该评估方法能够对带孔结构件的孔边损伤修复进行合理、准确的评估。

Description

带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法

技术领域

本公开涉及力学性能测试技术领域，尤其涉及一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法。

背景技术

带孔结构件在工作环境下很容易产生疲劳损坏，并且在孔的边缘会存在较大的应力梯度，容易在孔边形成疲劳、蠕变等裂纹损坏，从而造成结构上的不完整和结构功能的降低，影响其疲劳寿命。

目前，在力学性能测试技术领域中，由于对带孔结构件的孔边损伤修复后的强度研究较少，无法全面的对修复后的带孔结构件的疲劳寿命和可靠性进行有效的评估和全面的把控。因而，出于可靠性和安全性的考虑，带孔结构件的孔边损坏后，目前通常情况下采用的是对损坏的带孔结构件进行更换的方式，而并不采用修复的方式。

因此，提出一种带孔结构件的孔边修复的评估方法，以对修复后的带孔结构件的疲劳寿命和可靠性进行有效的评估是极其需要的。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，该评估方法能够带孔结构件的孔边损伤修复进行合理、准确的评估，从而对修复后的带孔结构件的可靠性具有更加全面的把控。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

本公开的提供了一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，包括：

根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，确定所述带孔结构件的损伤部位和损伤范围；

根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造所述带孔结构件的模拟件；

根据所述损伤部位和所述损伤范围，去除所述模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，其中，所述目标部位包含所述损伤部位；

对所述试验件进行修复，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同；

测试和分析修复后的所述试验件中的修复部位的微观组织结构、残余应力和力学性能，以评估所述修复部位的可靠性；

对修复后的所述试验件进行疲劳试验，以评估所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围，包括：

根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，对所述带孔结构件的孔边损伤进行观测，以确定所述带孔结构件的孔边损伤形式；

对所述带孔结构件的孔边损伤的力学性能进行理论分析，以得到所述带孔结构件的孔边损伤的理论分析结果；

根据所述带孔结构件的孔边损伤形式和所述理论分析结果，确定所述带孔结构件的损伤部位和损伤范围。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造所述带孔结构件的模拟件，包括：

根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，以得到失效分析结果；

基于所述失效分析结果和损伤等效原理，设计所述带孔结构件的模拟件的结构；

根据设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制造所述带孔结构件的模拟件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述模拟件的孔边损伤特点与所述带孔结构件的孔边损伤特点相同，

所述模拟件包括：带孔修复段和试验夹持段，所述带孔修复段和所述试验夹持段相连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述带孔修复段具有孔，所述试验夹持段具有固定孔，

所述根据设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制造所述带孔结构件的模拟件，包括：

根据所述带孔结构件的制造工艺和设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制作所述带孔结构件的模拟件的胚体，并对所述胚体进行热处理；

对所述胚体打孔，以形成所述带孔修复段上的孔和所述固定孔，以得到所述带孔结构件的模拟件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述损伤部位和所述损伤范围，去除所述模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，包括：

根据所述损伤部位和所述损伤范围，对所述模拟件进行疲劳试验，以在所述模拟件上形成损伤；

根据所述模拟件上形成的损伤，确定所述模拟件需要去除的目标部位；

去除所述目标部位，以形成试验件，

其中，所述试验件中去除所述目标部位后形成的表面具有坡度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对所述试验件进行修复，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同，包括：

建立所述试验件中损伤部位的三维模型，并设计修复路径；

根据所述修复路径，利用激光熔覆技术对所述试验件进行修复；

在修复后的所述试验件上重新制备孔，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述在修复后的所述试验件上重新制备孔，包括：

对修复后的所述试验件进行热处理；

在热处理后的所述试验件上重新制备孔，所述重新制备的孔的位置与尺寸和所述模拟件上的孔的位置与尺寸相同；

对重新制备孔后的所述试验件的表面进行处理，以使所述重新制备的孔的表面状态与所述模拟件上的孔的表面状态相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对修复后的所述试验件进行疲劳试验，以评估修复后的所述试验件的疲劳寿命，包括：

将所述修复后的试验件放置在与所述带孔结构件正常工作的环境相同的环境中；

对所述修复后的试验件进行疲劳试验，以得到所述试验件的疲劳寿命；

将所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命进行比较；

当所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命的比值大于或等于预设阈值时，判定所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命满足要求；当所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命的比值小于预设阈值时，判定所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命不满足要求。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设阈值的取值范围为80％～90％。

本公开提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本公开提供的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，根据带孔结构件的孔边损伤特点，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围，从而能够准确的得到模拟件孔边需要去除的目标部位。同时，根据带孔结构件的实际承受载荷，对带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并根据此制造模拟件，从而能够使得模拟件更加符合带孔结构件的实际工况。从而使得评估的准确度更高。

同时，本申请利用模拟件进行模拟和评估，能够在对该损伤的带孔结构件进行修复之前，提前掌握修复后的可靠性和疲劳寿命，从而能够为修复人员提供准确的可靠度和疲劳寿命信息，使得修复人员全面把控修复后的带孔结构件可能具有的可靠度和疲劳寿命，以便于修复人员判断是否需要对该带孔结构件进行修复。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开一实施例的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法的流程示意图；

图2是根据本公开一实施例的涡轮盘的结构示意图；

图3是根据本公开一实施例的模拟件的结构示意图；

图4是根据本公开一实施例的模拟件孔边损伤的结构示意图；

图5是根据本公开另一实施例的模拟件孔边损伤的结构示意图；

图6是根据本公开一实施例的模拟件孔边损伤和目标部位的结构示意图。

附图标记：

001、通气孔；1、试验夹持段；2、固定孔；3、带孔修复段；4、带孔修复段上的孔；5、目标部位。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开提供了一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，该评估方法能够在对该损伤的带孔结构件进行修复之前，提前掌握修复后的可靠性和疲劳寿命，从而能够为修复人员提供准确的可靠度和疲劳寿命信息，使得修复人员全面把控修复后的带孔结构件可能具有的可靠度和疲劳寿命，以便于修复人员判断是否需要对该带孔结构件进行修复。

具体地，如图1所示，该带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法可以包括如下步骤：

步骤S10、根据带孔结构件的孔边损伤特点，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围；

步骤S20、根据带孔结构件的实际承受载荷，对带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造带孔结构件的模拟件；

步骤S30、根据损伤部位和损伤范围，去除模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，其中，目标部位包含损伤部位；

步骤S40、对试验件进行修复，以使试验件与模拟件的形状相同；

步骤S50、测试和分析修复后的试验件中的修复部位的微观组织结构、残余应力和力学性能，以评估修复部位的可靠性；

步骤S60、对修复后的试验件进行疲劳试验，以评估带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命。

下面以航空发动机中的带孔结构件为例，对上述各个步骤进行详细说明，但需要说明的是，上述各个步骤不仅限于应用在航空发动机中的带孔结构件，本公开仅仅是以此为例，上述各个步骤可以应用在任何带孔结构件中，这均在本公开的保护范围之内。

另外，在航空发动机中，涡轮机匣、涡轮盘、涡轮叶片等结构件上均具有孔。例如：如图2所示的带孔结构件为涡轮盘，该涡轮盘上具有通气孔001。同时，在航空发动机工作的过程中，上述带孔的结构件会承受巨大的离心力和热机械载荷，从而造成上述各个带孔结构件的孔边会发生损坏。

在步骤S10中，可以根据带孔结构件的孔边损伤特点，对带孔结构件的孔边损伤进行观测，以确定带孔结构件的孔边损伤形式。

具体地，带孔结构件的孔边损伤特点可以为带孔结构件中的孔会沿着第一方向和背离第一方向的方向产生裂纹，并沿着第一方向和背离第一方向的方向延伸。该第一方向可以垂直于带孔结构件受载的载荷方向，但不限于此，该第一方向可以根据实际的带孔结构件的类型以及带孔结构件所处的受力环境决定，可以理解的是，该第一方向也可以为其他方向，这均在本公开的保护范围之内。

进一步的，可以对带孔结构件的孔边损伤进行观测。举例而言：可以对带孔结构件的孔边损伤进行表面观测，以确定孔边损伤的表面结构。

然后可以利用X射线或者超声波对带孔结构件损伤的孔边进行探伤，以确定带孔结构件的孔边损伤的内部结构。但不限于此，也可以其他的方式对带孔结构件损伤的孔边进行探伤，例如：荧光探伤等，这均在本公开的保护范围之内。

最后，可以对带孔结构件损伤的孔边进行裂纹断口形貌分析，以确定所述带孔结构件的孔边损伤后的氧化情况。需要说明的是，本公开对裂纹断口形貌分析的方法不做限制，利用超景深三维显微镜、场扫描电镜等测试方法均可。

除此之外，可以对带孔结构件的孔边损伤的力学性能进行理论分析，以得到带孔结构件的孔边损伤的理论分析结果。例如：可以利用弹塑性力学、疲劳断裂力学和蠕变力学等理论力学方式，对孔边损伤的力学性能进行理论分析。

进一步的，可以根据带孔结构件的孔边损伤形式和上述理论分析结果，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围。该损伤范围可以为带孔结构件未完全断裂和带孔结构件完全断裂。

在步骤S20中，如图3所述，可以根据带孔结构件的实际承受载荷，对带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造带孔结构件的模拟件。

在本公开的一个实施例中，可以根据带孔结构件的实际承受载荷，对带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，以得到失效分析结果。具体地，可以根据孔在带孔结构中的具体位置、孔径的大小以及孔的形状、带孔结构件工作时所承受的载荷的大小和方向，分析出带孔结构的孔边损伤是如何发生的，并且可以分析出该孔边损伤是由于何种载荷或者缺陷造成的结构失效。

进一步的，可以基于上述失效分析结果和损伤等效原理，设计带孔结构件的模拟件的结构。具体地，可以根据所分析出的带孔结构件的孔边损伤的发生原因，以及分析出的造成孔边损伤的载荷和缺陷，设计模拟件的结构。可以理解的是，设计出的模拟件的孔边损伤特点与带孔结构件的孔边损伤特点相同，并且模拟件的缺陷和承受的载荷均与原带孔结构件相同。

在本公开的一个实施例中，该模拟件的形状可以与带孔结构件的形状不同，举例而言：该模拟件可以为平板形模拟件或者薄壁圆筒形模拟件，但不限于此，也可以为其他具有简单形状的模拟件。通过利用具有简单形状的模拟件来进行模拟实验，能够极大地简化试验难度，并且压缩试验成本和时间。但不限于此，模拟件的形状也可以与带孔结构件的形状相同。

进一步的，模拟件可以包括：带孔修复段3和试验夹持段1，其中带孔修复段3和试验夹持段1相互连接。以平板形模拟件为例：当模拟件为平板形模拟件时，可以具有两个试验夹持段1，带孔修复段3可以位于两个试验夹持段1之间，并且带孔修复段3的两端可以分别与两个试验夹持段1连接。

在本公开的一个实施例中，试验夹持段1的宽度可以大于带孔修复段3的宽度，以提高试验夹持段1的结构强度。从而，能够防止实验的过程中由于试验夹持段1出现损坏而影响实验结果。举例而言：该模拟件的长度可以为95mm，每一个试验夹持段1的长度可以为25mm，试验夹持段1的宽度可以为20mm，带孔修复段3的长度可以为45mm，带孔修复段3的宽度可以为5mm，需要说明的是，此处仅仅是举例说明，该模拟件、试验夹持段1和带孔修复段3的尺寸需要根据失效分析结果和损伤等效原理确定，这均在本公开的保护范围之内。

进一步的，试验夹持段1上可以具有固定孔2，以便于通过固定孔2对模拟件进行固定。该固定孔2的半径可以为3mm，但不限于此，可以根据固定装置的尺寸来设置该固定孔2尺寸。

如图3～6所示，上述带孔修复段3上设置有孔4，为了保证实验结果的准确性，带孔修复段上的孔4可以设置在带孔修复段3的中间位置，且该带孔修复段上的孔4的尺寸与带孔结构件中孔的尺寸相同。

当带孔结构件的模拟件的结构设计完成后，可以根据设计的带孔结构件的模拟件的结构，制造带孔结构件的模拟件。具体地，根据带孔结构件的制造工艺和设计的带孔结构件的模拟件的结构，制作带孔结构件的模拟件的胚体，并对胚体进行热处理。例如：可以采用与带孔结构件相同的制造工艺来制造带孔结构件的模拟件的胚体，从而保证评估的准确性。需要说明的是，本公开对胚体热处理的方式不做限制，可以根据实际需要设置。

进一步的，可以对胚体打孔，以形成带孔修复段上的孔4和固定孔2，以得到带孔结构件的模拟件。举例而言：可以利用电火花、毫秒激光和电液束等方式对该胚体打孔，以形成固定孔2和带孔修复段上的孔4。但不限于此，也可以采用其他方式对胚体进行打孔，这均在本公开的保护范围之内。

在步骤S30中，如图4～6所示，可以根据损伤部位和损伤范围，去除模拟件孔边的目标部位5，以形成试验件，其中，目标部位5可以包含损伤部位。

具体地，可以根据损伤部位和损伤范围，对模拟件进行疲劳试验，以在模拟件形成损伤。举例而言：如图4所示，当模拟件完全断裂时，可以在模拟件上形成通过带孔修复段上的孔4并且贯穿带孔修复段3的裂纹，该裂纹的延伸方向可以垂直于模拟件受载的方向；如图5所示，当模拟件不完全断裂时，可以在模拟件上形成通过带孔修复段上的孔4但是不贯穿带孔修复段3的裂纹。

从而，可以对模拟件进行一次疲劳试验，以测试模拟件的疲劳寿命，并且在疲劳试验结束后，可以在模拟件上形成损伤。为了保证评估的准确性，可以将模拟件放置在与带孔结构件正常工作的环境相同的环境中进行疲劳试验。

需要注意的是，通常并不考虑带孔结构件完全断裂情况，因为在实际带孔结构件的应用中，损伤过大极有可能导致带孔结构件出现脱落现象，并使得带孔结构件完全报废，所以通常要在带孔结构件产生部分损伤的时候就将对其进行修复。因此，当带孔结构件的损伤范围扩展到指定程度(举例而言，裂纹的长度可以为1mm、2mm或4mm等，但并未使带孔结构件完全断裂)时，即开展修复工作。

进一步的，如图6所示，可以根据模拟件上形成的损伤，确定模拟件需要去除的目标部位5。当模拟件上形成有通过带孔修复段上的孔4并且贯穿带孔修复段3的裂纹时，此时目标部位5为在模拟件上的投影可以为矩形，并且带孔修复段上的孔4和裂纹在模拟件上的投影均位于该矩形内。其中，该矩形的长度和带孔修复段3的宽度相同，矩形的宽度可以大于带孔修复段上的孔4的直径。

当模拟件上形成有通过带孔修复段上的孔4但是不贯穿带孔修复段3的裂纹时，此时目标部位5在模拟件上的投影可以为椭圆形，并且带孔修复段上的孔4和裂纹在模拟件上的投影均位于该矩形内。其中，该椭圆形可以以裂纹为长轴，以带孔修复段上的孔4断裂后的轴向长度为短轴。

需要说明的是，上述目标部位5的形状仅仅是示例性的，本公开对目标部位5的形状不做限制，可以根据实际需要进行改变。

更进一步的，可以去除目标部位5，以形成试验件。具体的，可以利用激光切割去除目标部位5。并且，由模拟件去除目标部位5形成的试验件中，去除目标部位5后形成的表面可以具有坡度。同时，可以根据损伤的大小调整坡度的大小。

在步骤S40中，可以对试验件进行修复，以使试验件与模拟件的形状相同。

具体地，可以建立试验件中损伤部位的三维模型，并设计修复路径。例如：可以对试验件的三维模型进行测绘，并与模拟件的三维尺寸进行对比，从而可以得到试验件中损伤部位的三维模型。再根据该三维模型规划修复路径。上述修复路径可以为单向式路径、往复式路径和螺旋式路径等，可以根据实际需要设置。

进一步的，可以根据修复路径，利用激光熔覆技术对试验件进行修复。具体地，可以根据损伤部位的三维模型和修复路径选择相应的激光熔覆参数，从而对试验件进行修复。本公开利用激光熔覆技术对试验件进行修复，由于激光熔覆技术具有热影响区小、试验件和熔覆材料结合紧密等优点，使得修复后的试验件能够得到较好的修复效果。但不限于此，也可以使用其他技术对试验件进行修复，这均在本公开的保护范围内。

更进一步的，可以在修复后的试验件上重新制备孔，以使试验件与模拟件的形状相同。具体地，可以对修复后的试验件进行热处理，需要说明的是，该对修复后的试验件进行热处理的方式与带孔结构件制孔前进行的热处理方式相同。从而保证修复后的试验件中的残余应力和带孔结构件中的残余应力相同。

另外，可以在热处理后的试验件上重新制备孔，该重新制备的孔的位置与尺寸和模拟件上的孔的位置与尺寸相同。例如：可以利用激光在热处理后的试验件上重新制备孔，并使重新制备的孔的位置与尺寸和模拟件上的孔的位置与尺寸相同。

另外，可以对重新制备孔后的试验件的表面进行处理，以使重新制备的孔的表面状态与模拟件上的孔的表面状态相同。举例而言，该表面处理方式可以为表面抛光和表面清洗。本公开通过使重新制备的孔的位置与尺寸和模拟件上的孔的位置与尺寸相同，并且使重新制备的孔的表面状态与模拟件上的孔的表面状态相同能够消除结构内部的误差，从而防止对后期评估的准确性造成影响。

在本公开的另一实施例中，可以先对热处理后的试验件的表面进行处理，以使试验件的表面状态与模拟件的表面状态相同。再在表面处理后的试验件上重新制备孔，并使重新制备的孔的位置与尺寸和模拟件上的孔的位置与尺寸相同。

在步骤S50中，可以测试和分析修复后的试验件中的修复部位的微观组织结构、残余应力和力学性能，以评估修复部位的可靠性。

具体地，可以利用显微镜观察修复部位的微观组织结构，再对修复部位的残余应力和力学性能进行测试。接着再将修复部位的微观组织结构与模拟件相应部位的微观组织结构进行对比，将修复部位的残余应力和力学性能和模拟件相应部位的残余应力和力学性能进行对比，从而可以评估出该修复部位的可靠性。

当修复部位的微观组织结构与模拟件相应部位的微观组织结构、修复部位的残余应力和力学性能和模拟件相应部位的残余应力和力学性能的相似度均达到预设阈值时，可以评估修复部位的是可靠的，反之可以评估修复部位不可靠。举例而言，该预设阈值的取值范围可以为80％～90％，但不限于此。

在步骤S60中，可以对修复后的试验件进行疲劳试验，以评估带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命。并对修复后的试验件进行疲劳试验，以得到试验件的疲劳寿命。

具体地，可以将修复后的试验件放置在与带孔结构件正常工作的环境相同的环境(即：相同的温度、载荷等条件)中。例如：可以利用加载装置，通过固定孔2固定住试验件，并沿试验件的轴向对其施加对称循环应力，该对称循环应力的具体取值在此不作特殊限定。其中，加载装置可以为液压伺服疲劳试验机。

进一步的，可以利用加热装置来为试验件提供加热环境，以使试验件所处的温度条件与带孔结构件所处的温度条件相同。该加热装置的温度可控制在500℃～1000℃，并随时间周期性变化，具体而言，该加热装置可以为具有加热腔的加热炉，且试验件可设于加热炉的加热腔中。该加热装置可以设置在加载装置内。

更进一步的，可以利用裂纹检测装置来检测疲劳试验过程中的裂纹长度，并记录相应的时间，具体而言，该裂纹检测装置可以为高速摄像机(长焦显微镜)，该高速摄像机可实时监控试验件的孔边的表面状态，获取裂纹萌生信息，并判断出裂纹的长度。该裂纹检测装置可以设置在加热装置内。

对试验件的疲劳寿命试验完成后，可以将试验件的疲劳寿命与模拟件的疲劳寿命进行比较。当试验件的疲劳寿命与模拟件的疲劳寿命的比值大于或等于预设阈值时，判定带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命满足要求；当试验件的疲劳寿命与模拟件的疲劳寿命的比值小于阈值时，判定带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命不满足要求。举例而言，该预设阈值的取值范围也可以为80％～90％，但不限于此。

由于模拟件在之前已经进行过一次疲劳试验，从而使得修复后的试验件除修复部位外，其他部位均经历过一次疲劳试验，从而使得本公开的修复条件更加贴合实际修复条件。也就因此，本公开的评估结果更加贴合于实际，使得本公开的评估更加准确。

应当理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，包括：

根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，确定所述带孔结构件的损伤部位和损伤范围；

根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造所述带孔结构件的模拟件；

根据所述损伤部位和所述损伤范围，去除所述模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，其中，所述目标部位包含所述损伤部位；

对所述试验件进行修复，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同；

测试和分析修复后的所述试验件中的修复部位的微观组织结构、残余应力和力学性能，以评估所述修复部位的可靠性；

对修复后的所述试验件进行疲劳试验，以评估所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，确定带孔结构件的损伤部位和损伤范围，包括：

根据所述带孔结构件的孔边损伤特点，对所述带孔结构件的孔边损伤进行观测，以确定所述带孔结构件的孔边损伤形式；

对所述带孔结构件的孔边损伤的力学性能进行理论分析，以得到所述带孔结构件的孔边损伤的理论分析结果；

根据所述带孔结构件的孔边损伤形式和所述理论分析结果，确定所述带孔结构件的损伤部位和损伤范围。

3.根据权利要求1所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，并制造所述带孔结构件的模拟件，包括：

根据所述带孔结构件的实际承受载荷，对所述带孔结构件的孔边损伤进行失效分析，以得到失效分析结果；

基于所述失效分析结果和损伤等效原理，设计所述带孔结构件的模拟件的结构；

根据设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制造所述带孔结构件的模拟件。

4.根据权利要求3所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，

所述模拟件的孔边损伤特点与所述带孔结构件的孔边损伤特点相同，

所述模拟件包括：带孔修复段和试验夹持段，所述带孔修复段和所述试验夹持段相连接。

5.根据权利要求4所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述带孔修复段具有孔，所述试验夹持段具有固定孔，

所述根据设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制造所述带孔结构件的模拟件，包括：

根据所述带孔结构件的制造工艺和设计的所述带孔结构件的模拟件的结构，制作所述带孔结构件的模拟件的胚体，并对所述胚体进行热处理；

对所述胚体打孔，以形成所述带孔修复段上的孔和所述固定孔，以得到所述带孔结构件的模拟件。

6.根据权利要求1所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述根据所述损伤部位和所述损伤范围，去除所述模拟件孔边的目标部位，以形成试验件，包括：

根据所述损伤部位和所述损伤范围，对所述模拟件进行疲劳试验，以在所述模拟件上形成损伤；

根据所述模拟件上形成的损伤，确定所述模拟件需要去除的目标部位；

去除所述目标部位，以形成试验件，

其中，所述试验件中去除所述目标部位后形成的表面具有坡度。

7.根据权利要求1所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述对所述试验件进行修复，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同，包括：

建立所述试验件中损伤部位的三维模型，并设计修复路径；

根据所述修复路径，利用激光熔覆技术对所述试验件进行修复；

在修复后的所述试验件上重新制备孔，以使所述试验件与所述模拟件的形状相同。

8.根据权利要求7所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述在修复后的所述试验件上重新制备孔，包括：

对修复后的所述试验件进行热处理；

在热处理后的所述试验件上重新制备孔，所述重新制备的孔的位置与尺寸和所述模拟件上的孔的位置与尺寸相同；

对重新制备孔后的所述试验件的表面进行处理，以使所述重新制备的孔的表面状态与所述模拟件上的孔的表面状态相同。

9.根据权利要求6所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述对修复后的所述试验件进行疲劳试验，以评估修复后的所述试验件的疲劳寿命，包括：

将所述修复后的试验件放置在与所述带孔结构件正常工作的环境相同的环境中；

对所述修复后的试验件进行疲劳试验，以得到所述试验件的疲劳寿命；

将所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命进行比较；

当所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命的比值大于或等于预设阈值时，判定所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命满足要求；当所述试验件的疲劳寿命与所述模拟件的疲劳寿命的比值小于预设阈值时，判定所述带孔结构件的孔边损伤修复后的疲劳寿命不满足要求。

10.根据权利要求9所述的带孔结构件的孔边损伤修复的评估方法，其特征在于，所述预设阈值的取值范围为80％～90％。

Images