动力涡轮叶片断裂转速分析方法研究

发布时间：2020-12-18 05:55

　　针对航空发动机动力涡轮叶片断裂转速计算方法问题,选取典型发动机涡轮叶片材料K438和K424,进行了光滑圆棒试样与缺口试样的准静态拉伸试验,并使用扫描电子显微镜对试样断口进行观察,分析了材料的失效形式。针对K424材料,基于光滑试样拉伸响应曲线拟合材料的本构模型,基于缺口试样拉伸响应曲线进行优化,并使用大变形有限元分析方法预测了K424缺口试样的拉伸响应曲线。结果显示优化后的本构模型可以较准确地预测缺口试样的拉伸响应曲线。进一步建立了基于塑性应变的连续损伤力学模型,确定了相应的模型参数,并使用连续损伤模型预测了缺口试样的拉伸响应曲线。结果显示连续损伤力学模型可以较准确地预测缺口试样的断裂应变。设计了叶片模拟件,并进行了拉伸试验,获得了叶片模拟件的拉伸极限载荷。使用传统大变形有限元分析方法和基于连续损伤力学模型的大变形有限元计算方法,分别对叶片模拟件进行有限元预测。结果显示传统大变形有限元方法和连续损伤力学模型均可以较好地预测叶片拉伸模拟件的极限拉伸强度,而连续损伤力学模型可以进一步估计叶片拉伸模拟件的断裂失效模式。 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 航空发动机叶片断裂转速国内外研究现状
    1.3 韧性断裂国内外研究现状
    1.4 金属材料的弹塑性理论
    1.5 本文主要研究工作
第二章 涡轮叶片材料拉伸失效行为研究
    2.1 引言
    2.2 K438室温拉伸试验
        2.2.1 试验方案
        2.2.2 K438室温拉伸试验结果
        2.2.3 K438试样断口分析
        2.2.4 试验结果分析
    2.3 K424室温拉伸试验
        2.3.1 试验方案
        2.3.2 K424室温拉伸试验结果
        2.3.3 K424试样断口分析
        2.3.4 试验结果分析
    2.4 本章小结
第三章 K424缺口拉伸响应预测及分析
    3.1 引言
    3.2 传统大变形有限元分析
        3.2.1 K424本构模型
        3.2.2 K424缺口拉伸响应预测
        3.2.3 预测结果误差统计
    3.3 基于连续损伤力学的大变形有限元分析
        3.3.1 K424的连续损伤力学模型
        3.3.2 基于连续损伤模型的K424缺口拉伸响应预测
        3.3.3 预测结果误差统计
    3.4 本章小结
第四章 叶片模拟件拉伸试验与预测分析
    4.1 引言
    4.2 叶片模拟件拉伸试验
    4.3 叶片模拟件拉伸有限元预测及分析
        4.3.1 传统大变形有限元分析
        4.3.2 基于连续损伤力学的大变形有限元分析
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文主要工作和总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：2923481