航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展和寿命预估研究

发布时间：2020-04-07 11:22

【摘要】：GH4133B是一种在GH4133基础上添加Zr和Mg进行改性的镍基高温合金,该材料主要使用在温度为600℃以上,1000℃以下的燃烧室和尾喷管之间的涡轮盘。由于涡轮盘在飞机发动机的性能中占有重要作用,其构造材料更是重中之重。本文依据GH4133B开展的疲劳试验和裂纹扩展试验,结合概率论和数理统计知识,运用数值分析软件R语言和MATLAB、贝叶斯分析软件WinBUGS对试验数据进行分析。对于GH4133B的疲劳寿命试验,本文对其不同应力幅值下的疲劳寿命进行不同概率分布模型分析。借助计算机软件Matlab和R语言,对不同应力幅值下的正态分布、双参数Weibull分布、三参数Weibull分布和基于对数下三种概率分布进行数值拟合。并结合拟合优度分析,对三种概率分布模型进行比较,为常温下GH4133B在不同存活概率的疲劳寿命提供参考依据。结果表明,采用对数下的概率分布能够较优的反映其疲劳寿命存活概率关系.相对而言,采用含有三个参数的Weibull分布能够较好拟合疲劳寿命与存活概率关系。对于GH4133B的裂纹扩展试验,本文先对该材料下试验数据进行Paris公式进行不确定性量化校准,结合贝叶斯理论和马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC),采用无先验信息获得模型参数的后验分布。利用Winbugs软件和R语言分别对Paris公式进行贝叶斯理论建模分析和最小二乘法拟合分析,对比这两种方法下的模型参数,为模型的参数优化提供一种新的思路。在对将应力比、应力强度因子和裂纹扩展速率同时考虑的Walker模型,采取同样的方法进行贝叶斯理论的分析。
【图文】：

图２．邋１存活概率示意图逡逑

（ｅ）三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布逦（ｆ）三参数对数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布逡逑图３．邋２心＝４００Ｍ＾下不同概率分布Ｐ－７Ｖ曲线逡逑表３．邋１０逦４６２ＭＡ？下不同概率分布拟合优度逡逑对数正态逦双参数邋双参数对数邋三参数逦三参数对数逡逑＾逦７逦分布邋Ｗｅｉｂｕｌｌ邋分布邋Ｗｅｉｂｕｌｌ邋分布邋Ｗｅｉｂｕｌｌ邋分布邋Ｗｅｉｂｕｌｌ邋分布逡逑拟么优卢逡逑又邋０．８６１７逦０．８７４８逦０．８３３９逦０．８４１０逦０．８６４９逦０．８９３８逡逑Ｒｎｅｗ逡逑２９逡逑
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V231.95;O346.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 褚飞腾;陈艳霞;刘浩;;高温疲劳裂纹扩展规律的修正模型研究[J];太原科技大学学报;2015年06期

2 彭茂林;杨自春;曹跃云;初珠立;;涡轮叶片低周疲劳可靠性稳健设计优化研究[J];中国电机工程学报;2013年11期

3 赵金宝;邓卫;王建;;基于贝叶斯网络的城市道路交通事故分析[J];东南大学学报(自然科学版);2011年06期

4 王海涛;张国玲;于化顺;王少卿;闵光辉;;铬、铝、硅对铁基高温合金抗氧化性能的影响[J];材料工程;2008年12期

5 尹晓伟;钱文学;谢里阳;;系统可靠性的贝叶斯网络评估方法[J];航空学报;2008年06期

6 李广超;朱惠人;廖乃冰;许都纯;;带单排气膜孔的叶片前缘气膜冷却换热实验[J];推进技术;2008年03期

7 杨谋存;聂宏;;三参数Weibull分布参数的极大似然估计数值解法[J];南京航空航天大学学报;2007年01期

8 付正飞;张世飙;郭刚;陈勇;王元汉;;概率论方法在云岭隧道围岩分类中的应用研究[J];岩石力学与工程学报;2006年S1期

9 王卫国;龚梦贤;温卫东;;两种国产涡轮盘材料疲劳寿命概率分布规律初探[J];材料工程;2006年03期

10 李向阳;崔维成;张文明;;一种改进的疲劳裂纹扩展表达式[J];船舶力学;2006年01期

，

本文编号：2617842