高温合金GH4169车—滚组合加工表面残余应力及疲劳寿命研究
发布时间：2021-05-17 02:30
高温合金GH4169是制作航空发动机高压涡轮盘的关键材料,而航空发动机长期服役于高温、高压、高转速以及高交变负载等工况下,涡轮盘构件的表面完整性影响服役环境下构件的疲劳寿命。残余应力是评价表面完整性特征关键指标,其性质和大小影响零件的疲劳性能。因此,本文针对涡轮盘等关键构件长服役寿命需求,开展GH4169车削-低塑性滚压组合加工表面残余应力及疲劳寿命研究,揭示GH4169车-滚组合加工试样的疲劳特性,为GH4169零件疲劳寿命提高及预测提供理论依据和技术支持。通过建立刀尖圆弧半径与未变形切屑形状的几何模型,揭示刀尖圆弧半径对GH4169车削试样表面残余应力的作用机理;利用X射线衍射原理基于cosα法建立GH4169车削试样应力强度因子幅值预测模型,揭示残余正应力和残余剪切应力对应力强度因子幅值的作用机理;对比分析GH4169车-滚组合加工试样疲劳寿命,阐明影响GH4169组合加工试样疲劳寿命的最显著因素,提出GH4169车-滚组合加工表面材料改性的力学响应和演变模型,实现残余应力的优化与定量控制。首先,研究车削加工参数对GH4169试样表面残余应力的作用机理。通过分析GH4169车削过...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 GH4169材料特性、应用领域及切削加工性
1.2.1 GH4169材料特性
1.2.2 GH4169应用领域及服役条件
1.2.3 GH4169的切削加工性
1.3 GH4169加工表面残余应力研究现状
1.3.1 GH4169车削加工表面残余应力
1.3.2 GH4169滚压加工表面残余应力
1.4 GH4169加工表面残余应力对疲劳寿命的影响
1.5 存在问题和研究内容
1.5.1 存在问题
1.5.2 研究目标
1.5.3 研究内容
第2章 高温合金GH4169车削加工表面残余应力
2.1 GH4169车削加工试验设计
2.1.1 GH4169材料
2.1.2 车削加工试验
2.1.3 残余应力测试
2.2 GH4169车削加工表面残余应力
2.2.1 进给量和切削速度对残余应力的影响
2.2.2 刀尖圆弧半径对残余应力的影响
2.3 本章小结
第3章 车削加工高温合金GH4169应力强度因子幅值预测
3.1 车削加工引起的残余剪切应力问题的提出
3.2 应力强度因子幅值理论模型
3.2.1 残余剪切应力计算
3.2.2 应力强度因子幅值修正模型
3.3 应力强度因子修正模型试验验证及结果分析
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 试验结果分析
3.4 本章小结
第4章 高温合金GH4169车-滚组合加工表面完整性特征对疲劳寿命的影响
4.1 GH4169试样车-滚组合加工
4.2 GH4169车-滚组合加工表面粗糙度及表面形貌
4.2.1 车-滚组合加工表面粗糙度
4.2.2 车-滚组合加工表面形貌
4.3 GH4169车-滚组合加工表面层主残余应力
4.3.1 主残余应力计算
4.3.2 车-滚组合加工表面主残余应力
4.4 GH4169车-滚组合加工表面层硬度
4.5 GH4169车-滚组合加工表面材料相变
4.6 GH4169车-滚组合加工疲劳寿命
4.6.1 GH4169低周疲劳寿命
4.6.2 GH4169低周疲劳断口形貌
4.7 本章小结
第5章 高温合金GH4169车-滚组合加工表面残余应力预测
5.1 问题的提出—车削加工引起的初始残余应力影响
5.2 车-滚组合加工残余应力产生过程
5.2.1 滚压接触静载
5.2.2 弹性接触应力-应变
5.2.3 加载过程弹塑性应力-应变
5.2.4 卸载之后的残余应力计算
5.3 车-滚组合加工表面残余应力模型试验验证及结果分析
5.3.1 预测结果与试验结果对比分析
5.3.2 滚压参数对残余应力的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间所发表的论文及科研情况
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3190895
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 GH4169材料特性、应用领域及切削加工性
1.2.1 GH4169材料特性
1.2.2 GH4169应用领域及服役条件
1.2.3 GH4169的切削加工性
1.3 GH4169加工表面残余应力研究现状
1.3.1 GH4169车削加工表面残余应力
1.3.2 GH4169滚压加工表面残余应力
1.4 GH4169加工表面残余应力对疲劳寿命的影响
1.5 存在问题和研究内容
1.5.1 存在问题
1.5.2 研究目标
1.5.3 研究内容
第2章 高温合金GH4169车削加工表面残余应力
2.1 GH4169车削加工试验设计
2.1.1 GH4169材料
2.1.2 车削加工试验
2.1.3 残余应力测试
2.2 GH4169车削加工表面残余应力
2.2.1 进给量和切削速度对残余应力的影响
2.2.2 刀尖圆弧半径对残余应力的影响
2.3 本章小结
第3章 车削加工高温合金GH4169应力强度因子幅值预测
3.1 车削加工引起的残余剪切应力问题的提出
3.2 应力强度因子幅值理论模型
3.2.1 残余剪切应力计算
3.2.2 应力强度因子幅值修正模型
3.3 应力强度因子修正模型试验验证及结果分析
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 试验结果分析
3.4 本章小结
第4章 高温合金GH4169车-滚组合加工表面完整性特征对疲劳寿命的影响
4.1 GH4169试样车-滚组合加工
4.2 GH4169车-滚组合加工表面粗糙度及表面形貌
4.2.1 车-滚组合加工表面粗糙度
4.2.2 车-滚组合加工表面形貌
4.3 GH4169车-滚组合加工表面层主残余应力
4.3.1 主残余应力计算
4.3.2 车-滚组合加工表面主残余应力
4.4 GH4169车-滚组合加工表面层硬度
4.5 GH4169车-滚组合加工表面材料相变
4.6 GH4169车-滚组合加工疲劳寿命
4.6.1 GH4169低周疲劳寿命
4.6.2 GH4169低周疲劳断口形貌
4.7 本章小结
第5章 高温合金GH4169车-滚组合加工表面残余应力预测
5.1 问题的提出—车削加工引起的初始残余应力影响
5.2 车-滚组合加工残余应力产生过程
5.2.1 滚压接触静载
5.2.2 弹性接触应力-应变
5.2.3 加载过程弹塑性应力-应变
5.2.4 卸载之后的残余应力计算
5.3 车-滚组合加工表面残余应力模型试验验证及结果分析
5.3.1 预测结果与试验结果对比分析
5.3.2 滚压参数对残余应力的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间所发表的论文及科研情况
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3190895
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3190895.html
