基于临界距离理论的涡轮盘高温低周疲劳寿命预测

发布时间：2021-06-17 05:38

　　作为航空发动机的主承力部件之一,高压涡轮盘承受着循环热载荷和机械载荷的耦合作用,继而发生各种形式的失效破坏,其中高温低周疲劳破坏是涡轮盘最主要的失效形式之一。涡轮盘一旦发生疲劳破坏,将会给发动机甚至飞机的正常飞行造成极大的安全隐患,并导致灾难性后果。由于轮盘结构的复杂性,其广泛存在应力集中现象,但目前尚缺乏完整且高效的寿命预测模型和方法来解决此类问题。针对此,深入开展研究缺口结构件的多轴疲劳失效分析、累积损伤机理及寿命预测方法具有重要的工程和科学意义。本论文以某型号航空发动机高压涡轮盘为研究对象,展开了如下研究:（1）通过阐述两类缺口件多轴疲劳分析方法即场强法和临界距离法,结合损伤参量和累积损伤模型的评估结果,对缺口结构件进行了寿命预测。同时,对比现有多种常用方法下的缺口疲劳寿命预测,结果显示,临界距离法对疲劳寿命预测具有较高的预测精度,且计算量远小于场强法。（2）涡轮盘结构有限元分析及疲劳寿命预测。对涡轮盘危险部位如榫槽及螺栓孔部位展开了有限元计算和分析,得到应力及应变数据,提出了一种考虑缺口效应的基于能量梯度的临界距离寿命预测模型,并对某涡轮盘的疲劳寿命进行了预测,该模型不但考虑了... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

Neuber法示意图

2-2 圆孔缺口根部非均匀应力场的分布示意图7]，不考虑应力梯度对对机械零部件疲劳寿果。零部件的疲劳破坏过程，其材料内部存区。微观塑性区的发展受到周围应力场的积损伤的大小，其范围越大，机械零部件的会使损伤减小。何进行描述，以及怎样合理考虑应力梯度对量研究，其中最具有代表性的临界距离理论长度 的临界距离理论ka[33]分别提出了各自的临界距离法（Theory

电子科技大学硕士学位论文 = ( ) ( ) Ъ 缺口弹性应力场中的最大主应力； 称为临界距离，使用 = (х х ) 和х 分别为应力比为-1 时材料的裂纹扩展门槛值变程和疲

【参考文献】：
期刊论文
[1]含缺陷涡轮盘的实际使用寿命计算方法[J]. 任远,张成成,高靖云,李颖.  科学技术与工程. 2016(12)
[2]基于应力场强方法的多轴高周疲劳寿命分析及应用[J]. 王明春,宋恩鹏,赵清华.  飞机设计. 2015(04)
[3]涡轮盘低循环疲劳寿命预测方法与流程[J]. 魏芷峰,王延荣,袁善虎,石亮.  燃气涡轮试验与研究. 2014(05)
[4]金属材料多轴疲劳累积损伤理论研究进展[J]. 夏天翔,姚卫星,嵇应凤.  机械强度. 2014(04)
[5]基于场强法的焊接接头疲劳寿命影响因素研究[J]. 刘刚,唐柳伦,黄一.  船舶力学. 2014(Z1)
[6]基于临界距离-临界平面方法预测DZ125缺口低循环疲劳寿命[J]. 黄佳,杨晓光,石多奇,王井科,胡晓安.  机械工程学报. 2013(22)
[7]考虑应力梯度的缺口疲劳寿命预测方法[J]. 王延荣,李宏新,袁善虎,魏大盛,石亮.  航空动力学报. 2013(06)
[8]考虑应力梯度的轮盘疲劳寿命预测[J]. 石亮,魏大盛,王延荣.  航空动力学报. 2013(06)
[9]高温多轴变幅疲劳损伤累积[J]. 孙国芹,尚德广,王冬.  北京工业大学学报. 2012(11)
[10]多轴变幅加载下GH4169合金疲劳寿命预测[J]. 徐姣,尚德广,孙国芹,陈宏,刘恩涛.  北京工业大学学报. 2012(10)

硕士论文
[1]航空发动机叶片疲劳寿命和可靠性研究[D]. 林杰威.天津大学 2009



本文编号：3234584