基于ABAQUS/FE-SAFE的TC4钛合金板材疲劳寿命仿真与实验

发布时间：2021-05-12 15:12

　　目的建立钛合金材料的疲劳寿命预测模型,并通过实验研究验证此模型在预测滚磨光整加工后钛合金材料疲劳寿命的可行性。方法采用有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件FE-SAFE,通过有限元仿真和多元正交回归实验的方法,研究了粗糙度以及残余应力对TC4钛合金疲劳寿命的影响规律。结果拟合出疲劳寿命与粗糙度以及残余应力的关系方程式,进而通过实验验证了仿真结果以及公式的正确性。结论滚磨光整加工后,表面粗糙度R_z值由加工前的3.16变为1.69,残余应力由拉应力50 MPa变为压应力-228 MPa,疲劳寿命从加工前的28 083次提高到39 510次,提高了40.6%,实验结果与仿真结果相比,误差在5%左右,证明仿真结果的可行性,为滚磨光整加工钛合金提供了疲劳寿命预测模型。 

【文章来源】：表面技术. 2017,46(01)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
1 基于ABAQUS/FE-SAFE钛合金板疲劳寿命仿真
    1.1 静力学分析
        1.1.1 几何模型
        1.1.2 前处理及网格划分
        1.1.3 结果分析
    1.2 疲劳寿命仿真分析
        1.2.1 前处理
        1.2.2 结果分析
        1.2.3 基于多元正交回归分析法的疲劳仿真实验
2 滚磨光整加工实验
    2.1 实验设备及其参数
    2.2 实验试件
    2.3 实验结果与分析
3 疲劳寿命实验
    3.1 实验设备及其参数
    3.2 实验结果与分析
4 结语


【参考文献】：
期刊论文
[1]航空发动机叶片TC4钛合金振动疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测[J]. 孙宇博,雷娟娟.  表面技术. 2016(09)
[2]不同表面改性强化处理对TC4钛合金表面完整性及疲劳性能的影响[J]. 高玉魁.  金属学报. 2016(08)
[3]离心式滚磨光整加工钛合金的数值模拟分析[J]. 张晓东,李秀红,李文辉,杨胜强.  表面技术. 2014(05)
[4]AM50镁合金孔挤压强化对其疲劳性能的影响[J]. 田峰,杨辉.  表面技术. 2014(01)
[5]喷丸表面覆盖率对Ti60高温钛合金疲劳性能的影响[J]. 王欣,蔡建明,王强,宋颖刚,陆峰.  中国表面工程. 2011(05)
[6]Numerical Calculation and Experimental Research on Residual Stresses in Precipitation-hardening Layer of NAK80 Steel for Shot Peening[J]. MIAO Hong 1,2,ZUO Dunwen 1,WANG Min 1,ZHANG Ruihong 2,and WANG Hongfeng 1 1 Jiangsu Key Laboratory of Precision and Micro-Manufacturing Technology,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China 2 College of Mechanical Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225000,China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(03)
[7]喷丸强化对TC4钛合金组织结构的影响[J]. 高玉魁.  稀有金属材料与工程. 2010(09)
[8]离心式滚磨加工技术及实用工艺选择[J]. 杨胜强.  磨床与磨削. 1997(03)

博士论文
[1]表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响[D]. 杜东兴.西北工业大学 2014
[2]表面纳米化对钛及其合金疲劳性能的影响[D]. 温爱玲.大连交通大学 2011

硕士论文
[1]离心滚磨光整加工改善钛合金抗疲劳性能的实验研究[D]. 张晓东.太原理工大学 2015



本文编号：3183638