定向凝固合金叶片的疲劳断裂分析

对定向凝固合金叶片的断裂故障进行了分析，在断口观察与金相组织分析的基础上，对叶片的失效模式与失效原因进行了研究，并提出了预防该类故障发生的措施。结果表明，定向凝固合金叶片的断裂是由表面再结晶而导致的疲劳断裂失效。叶片表面的再结晶在叶片使用之前就已存在，是由于固溶热处理前叶片的表面存在塑性变形，在固溶热处理过程中形成的。     

第二代定向柱晶高温合金低周疲劳行为研究

研究了DZ406合金950℃与1000℃时应变比为0.05下的低周疲劳性能,结果表明,应变比R≠-1时,非对称循环应变控制会产生平均应力松弛现象,且随着应变幅的增大,平均应力松弛速率增大;采用修正的SWT模型能很好的预测不同温度下应变比为0.05的低周疲劳寿命,预测精度在基本落在3倍的分散带内,通过对断口的观察,发现随着应变幅的增大,裂纹源增多。     

定向凝固合金叶片的裂纹与再结晶研究

对定向凝固合金叶片的裂纹进行分析，在断口观察与金相组织分析的基础上，对叶片的失效模式与失效原因进行研究，并提出预防该类故障发生的措施。研究结果表明，定向凝固合金叶片的裂纹是由于叶片表面的再结晶而导致的。叶片表面的再结晶在叶片使用之前就已存在，是由于固溶热处理前叶片的表面存在塑性变形，在固溶热处理过程中形成的。     

涡轮冷却叶片低周疲劳可靠性协同分析

考虑材料性能和载荷的分散性,运用分布式协同响应面法对涡轮冷却叶片低周疲劳可靠性进行协同分析。运用有限元分析软件,对涡轮冷却叶片进行流-热-固耦合分析;利用人工神经网络构建其平均应力和总应变幅的响应面模型;结合GH4133镍基高温合金的疲劳试验数据,运用线性异方差回归分析方法构建材料寿命响应面模型;以叶片的平均应力和总应变幅作为输入变量,代入到材料寿命响应面模型中得到叶片低周疲劳寿命分布式协同响应面模型;将获得分布式协同响应面模型代替有限元分析模型和材料疲劳试验进行Monte Carlo可靠性分析,得到了不同可靠度下的叶片低周疲劳寿命。与传统响应面方法相比,分布式协同响应面法降低了响应面的非线性程度,提高了分析精度。     

镍基单晶高温合金蠕变-疲劳寿命评估方法进展

论述镍基单晶合金的滑移变形机制和疲劳裂纹萌生机理，分别介绍镍基单晶合金蠕变寿命和低循环疲劳寿命分析评估模型；镍基单晶合金蠕变、疲劳寿命的研究方法可分为应用各向异性张量描述非弹性各向异性变形的宏观力学(唯象)模型和基于晶体学滑移变形理论的微观力学模型；晶体取向、平均应力、环境温度、循环频率、循环应力比是影响单晶合金蠕变-疲劳寿命的主要因素。复杂应力状态下的单晶合金多轴低循环疲劳损伤，单晶合金在疲劳-蠕变交互作用下的疲劳损伤和单晶合金的接触疲劳损伤等问题是需要研究的重要课题。     

涡轮叶片剩余疲劳寿命直接估算方法探讨

为估算榫槽有裂纹叶片的剩余疲劳寿命,本文提出一种基于构件疲劳失效分析和数理统计处理相结合的估算方法。它是用已失效构件的参数去估算正在使用的同一种构件的剩余疲劳寿命,这种方法不需要实测载荷谱,不用做附加的疲劳试验,不必上计算机运算,在工程上可作为一种实用的估算方法。     

发动机Ⅲ级涡轮叶片高低周复合疲劳寿命研究

对现役的涡轮叶片采用了喷丸等方法进行了改进;为了验证该方法的可行性和确定新叶片相对于旧叶片的安全寿命,分别对新旧叶片进行了高温高低周复合疲劳试验研究。在进行试验数据处理时分别使用了秩回归法和极大似然法,对威布尔参数β,η进行了计算。根据β,η两个参数,计算了合格和不合格叶片在故障概率为0.1时的安全寿命值。     

GH536合金高温低周疲劳/蠕变交互作用性能研究

在对镍基高温合金 GH5 3 6在三种不同温度下含保载的低循环疲劳 /蠕变试验中发现 ,蠕变变形的增加导致了疲劳寿命的降低。另外 ,给出了材料的蠕变应变 -寿命关系 ,讨论了材料的疲劳 /蠕变特性随温度的变化     

K403合金高温低周应变疲劳寿命预测方法研究

对材料K403进行700℃应变控制的低周疲劳试验.用Manson-Coffin方程进行数据处理,并对该材料700℃时的低周疲劳寿命进行预测.针对在用Manson-Coffin方程进行数据处理时出现负的塑性应变和寿命预测结果不理想的情况,提出一种基于应力疲劳和Manson-Coffin方程的等温低周应变疲劳寿命预测方法,并用该方法对材料K403在700℃时的低周疲劳数据进行处理,得到寿命预测方程.通过寿命预测发现,该方法得到的寿命预测方程不仅使试验数据得到充分的利用,而且寿命预测能力较Manson-Coffin方程的寿命预测能力有明显提高.     

发动机增压器蜗壳低周疲劳寿命研究

发动机零部件处于交变载荷工况时，由于温度变化，会产生较大的应力幅值，可能导致低周疲劳开裂。对此，对发动机增压器蜗壳进行低周疲劳寿命研究。在研究中，基于低周疲劳理论，对发动机增压器蜗壳处于冷热冲击试验工况进行瞬态温度场分析，并进行低周疲劳寿命分析，由此得到蜗壳的寿命分布。     

基于临界距离-临界平面方法预测DZ125缺口低循环疲劳寿命

考虑到镍基定向凝固合金滑移相关的塑性流动和裂纹萌生机制,视其面心立方晶体结构中可能开动的滑移系为临界平面并以最大分切应变范围(∆γmax)为损伤参数,分别采用热点法和临界距离理论(Theory of critical distance,TCD)对DZ125的低循环疲劳寿命进行分析和预测。研究结果表明,基于热点法的临界平面法其寿命预测偏保守,且应力集中程度越大其保守程度越明显;运用TCD时发现,缺口试件的临界距离不仅同材料、失效寿命以及应力比有关,同应力集中程度亦相关。如果以尖锐缺口试件为校准试样或采用平均思想处理临界距离,其寿命分散带均大于10倍。而假定临界距离同应力集中程度相关时获得的寿命预测分散带缩小为2倍。     

无铪定向凝固高温合金及其过载机械损伤

介绍了目前在役发动机上使用最多的无铪定向凝固合金DZ4及其可铸性,讨论了定向凝固高温合金的过载损伤及其再结晶,较系统地分析了对材料持久性能,高温低循环疲劳断裂的影响,还介绍了发生过载损伤后高温低循环疲劳断口的特征。     

风轮叶片疲劳试验加载设计

鉴于风电叶片截面形状和铺层结构的复杂性,推导了叶片疲劳试验过程中的加载弯矩分布计算方法,实现了对叶片危险区段校验的目的,也规避了叶片部分截面超载的风险;同时,通过测试手段获取被测叶片的真实参数,避免了叶片实物与叶片设计参数误差而导致的试验载荷不确定性,提高了试验的可靠性和可信度。     

核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究

提出核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的计算与评定方法。介绍核电汽轮机转子的低周疲劳与高周疲劳的应力幅与应力范围、低周疲劳裂纹扩展寿命与高周疲劳扩展寿命的计算方法。给出了核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展日历寿命的计算与评定方法,以及1 000 MW级核电汽轮机焊接低压转子疲劳裂纹扩展日历寿命的计算与改进的应用实例。结果表明,高周疲劳对汽轮机转子疲劳裂纹扩展日历寿命有比较大的影响,新研制核电汽轮机的转子结构设计和在役核电汽轮机的转子安全性评定,需要评估转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展 寿命。     

晶体塑性理论在定向结晶材料与构件上的应用

将晶体塑性理论应用于定向结晶材料与构件分析之中。首先结合试验结果,由单晶体的材料基本常数推得横观各向同性的５个材料参数,进一步研究了晶粒数对这５个参数的影响,并给出其分布规律;其次以一真实叶片为例,给出其在考核工况下的蠕变响应,与试车结果比较,得到晶体塑性理论分析定向结晶结构的合理性。     

不同温度下镍基单晶高温合金的低周疲劳性能

研究了Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系镍基单晶高温合金在不同温度(800,980℃)下的低周疲劳性能.结果表明:与800℃下相比,980℃下合金的塑性变形量更大,损伤更严重,疲劳强度更低,寿命更短;2种温度下合金的疲劳断裂均为类解理断裂;800℃时,裂纹萌生于疏松组织处,沿{111}平面扩...     

镍基合金GH536材料高温低循环疲劳特性研究

对镍基合金 GH5 36材料在三种不同温度下的低循环疲劳特性进行了研究。给出了材料的应变 -寿命关系和应力应变关系。讨论了材料的疲劳特性随温度的变化。结果表明 ,在中等应变幅值之下 ,材料的疲劳寿命随温度的增加而降低     

增压器涡轮叶片疲劳蠕变寿命预测方法

根据径流式增压器涡轮的结构与工作特点,分析了涡轮叶片的载荷与应力空间分布特征;针对增压器涡轮由疲劳与蠕变交互作用引起的叶根断裂失效模式,研究了增压器涡轮叶片叶根的载荷与应力变化历程,建立了涡轮叶片叶根的载荷与应力描述方法;然后建立了增压器涡轮叶片叶根疲劳蠕变寿命预测方法及模型,并运用建立的模型对增压器涡轮叶片叶根进行了寿命评估。     

风机叶片疲劳加载振动频率特性分析与试验

针对风机叶片疲劳加载过程振动特性,建立旋转偏心块驱动的叶片疲劳加载系统动力学模型。基于拉格朗日方程推导出系统的数学模型,利用平均法近似解析系统动力学方程,得出振动过程中电机转矩平衡方程。分析振动频率的变化规律,建立仿真模型,对系统频率捕获过程进行数值仿真,揭示系统的自同步振动特性。风机叶片疲劳加载试验表明:叶片在受迫振动时,叶片振动频率并不总等于驱动频率;驱动频率与叶片固有频率偏差较大时,叶片振动幅值及频率波动明显;频率偏差在较小区间范围(0.47~0.62Hz)时,偏心块驱动系统与叶片容易发生频率捕获,振幅较小并趋于稳定;在负载转矩较大而电机功率不足时,偏心块会发生转速跳变。