涡轮盘低周疲劳寿命可靠性分析及试验评估

发布时间：2017-03-18 21:04

  本文关键词：涡轮盘低周疲劳寿命可靠性分析及试验评估，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在涡轮盘试验温度250℃下,本文分别进行了GH4133材料R=-1对称循环和R=0.44非对称循环低周疲劳标准轴向拉伸材料实验。通过实验数据处理,建立了两种应变比下随机化的循环应力—应变曲线和应变—寿命模型。 通过ANSYS有限元分析得到涡轮盘危险点应力应变分布,确定疲劳危险部位。结合APDL参数化设计语言,实现轮盘参数化建模,进行了考虑材料参数、载荷、过盈量等随机变量的分散对全盘最危险点处应变变程影响的有限元分析。采用响应表面法进行应变变程函数拟合,得到销钉孔边应变变程二次函数分布。通过蒙特卡洛法数值模拟获得应变变程经验分布函数,基于对称循环和非对称循环寿命实验数据建立的随机化应变—寿命模型,分析得到涡轮盘低周疲劳寿命可靠性。 分别设计了涡轮盘销钉孔附近危险区域—维疲劳伴随试棒和考虑应力梯度影响的模拟试件,并确定了低周疲劳试验方案及参数;对模拟试件进行了可靠寿命分析;依据伴随试棒和模拟试件的试验结果评估了涡轮盘疲劳寿命。 试验结果证明涡轮盘可靠寿命数值模拟结果与实验结果吻合良好。从目前可查阅的公开资料来看,采用模拟试件评估涡轮盘寿命在国内尚不多见。
【关键词】：低周疲劳 寿命 可靠性 模拟试件 非对称循环疲劳 涡轮盘
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：V231
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-6
• 第1章 文献综述6-16
• 1．1 引言6
• 1．2 机械结构疲劳分析方法综述6-10
• 1．2．1 疲劳寿命估算方法简介6-7
• 1．2．2 影响疲劳强度的因素7-8
• 1．2．3 估算疲劳初始寿命的方法8-10
• 1．3 机械结构疲劳可靠性分析方法综述10-15
• 1．4 本文研究工作15-16
• 第2章 弹塑性问题的有限元解法16-22
• 2．1 有限单元法简述16
• 2．2 六面体八节点三维等参数单元16-20
• 2．3 三维弹塑性问题中有限单元法20-22
• 第3章 低周疲劳模型及实验数据处理方法22-29
• 3．1 金属疲劳性能及其描述22-24
• 3．2 实验数据处理24-29
• 3．2．1 带过渡圆弧试样应变范围的修正24-27
• 3．2．2 疲劳应变寿命实验数据处理方法27-29
• 第4章 GH4133低周疲劳实验29-38
• 4．1 实验材料29-30
• 4．2 低周疲劳实验30-38
• 4．2．1 实验条件30
• 4．2．2 试样30-31
• 4．2．3 实验数据处理31-38
• 第5章 某涡轮盘疲劳寿命可靠性分析38-53
• 5．1 某涡轮盘概况38-41
• 5．2 涡轮盘有限元应力应变分析41-46
• 5．3 销钉孔边最大应变变程分布函数模拟46-50
• 5．4 应变疲劳寿命可靠性分析50-51
• 5．5 结果分析讨论51-53
• 第6章 涡轮盘销钉孔低周疲劳模拟试件设计、试验和可靠寿命分析53-71
• 6．1 引言53
• 6．2 低周疲劳寿命伴随试棒设计与试验53-54
• 6．2．1 伴随试验应变点设计53-54
• 6．2．2 伴随试棒低周疲劳实验54
• 6．2．3 实验结果54
• 6．3 模拟试件设计54-66
• 6．3．1 涡轮盘试验工况有限元分析55-56
• 6．3．2 模拟试件初步设计56-60
• 6．3．3 模拟试件详细设计60-66
• 6．4 模拟试件实验66-67
• 6．4．1 实验66
• 6．4．2 模拟试件疲劳寿命实验结果66-67
• 6．5 模拟试件疲劳寿命可靠性分析67-70
• 6．5．1 最大应变变程分布函数模拟67-69
• 6．5．2 模拟试件应变疲劳寿命可靠性分析69-70
• 6．6 结果分析与讨论70-71
• 第7章 总结与展望71-73
• 7．1 论文工作总结71-72
• 7．2 疲劳寿命可靠性研究展望72-73
• 硕士期间发表的学术论文73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79

【引证文献】

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本文编号：255007