压气机叶片腐蚀条件下振动疲劳寿命分析

为了探究压气机叶片结构在腐蚀环境下振动疲劳寿命变化规律,依据实际工况特点,研究预腐蚀对叶片结构振动疲劳行为的影响。以试验结果为基础,建立基于腐蚀影响系数曲线（C-T曲线）的振动疲劳寿命关系式。结果表明:构建的腐蚀影响系数曲线能较准确地描述压气机叶片预腐蚀后疲劳寿命的变化规律,具有良好的适用性;采用幂函数式的腐蚀影响系数曲线计算结果精度相对较高,用其对15个当量日历年限下的压气机叶片进行对数疲劳寿命评估预测,其对数疲劳寿命降低约28%。     

K417G低压涡轮转子叶片振动疲劳断裂特征研究

对振动试验开裂的101件发动机低压涡轮转子叶片的裂纹形态、分布、裂纹断口等进行研究。结果表明:所有叶片裂纹均为横向裂纹,其中大部分叶片源区未见缺陷,裂纹位置主要集中在叶根附近进气边前缘或排气边尾缘位置,少数叶片裂纹萌生于疏松,位置随机分布;所有叶片断口均出现3个区域,即源区、沿{111}滑移面扩展的第Ⅰ阶段扩展区和叶片径向垂直的第Ⅱ阶段扩展区;源区主要为单疲劳源,第Ⅰ阶段扩展区发展充分,宏观上可见与叶片径向大致呈45°的反光小平面,微观上断口可见河流花样、滑移台阶和锯齿状断面等特征,第Ⅱ阶段扩展区断面平整,微观上可见间距不足1 μm的细密疲劳条带。     

表面处理对低合金高强度钢腐蚀疲劳性能的影响

本文研究了表面喷丸、表面镀锌以及喷丸十镀锌处理对低合全高强度材料CrMoV钢腐蚀疲劳性能的影响。并且通过断口和全相观察,分析了它们的腐蚀疲劳断裂过程,并对提高腐蚀疲劳性能的原因进行了分析讨论。     

激光冲击强化提高TC4叶片振动疲劳性能

针对典型钛合金TC4进行激光冲击强化(LSP)参数设计,对强化后残余应力分布规律进行测量,应用透射电子显微镜对强化后表层微观组织进行观察,对有无LSP钛合金叶片进行不同应力水平下的振动疲劳对比试验。研究表明,TC4钛合金LSP最佳功率密度为3.5GW/cm2,LSP在材料表层产生高数值的残余压应力场,表面残余应力可达-610MPa,最大值约-650MPa位于距离表面100μm处。LSP在钛合金表层产生纳米晶,纳米晶尺寸在几个至几十纳米。钛合金叶片LSP后疲劳极限由430 MPa提高至560 MPa,升高30%;在560MPa应力水平下,中值疲劳寿命提高为原来的200%以上;LSP在钛合金表层产生的残余压应力场和纳米晶共同作用显著提高了钛合金叶片的抗疲劳性能。     

表面处理对铸铁材质热疲劳性能的影响

针对两种在热循环工况条件下工作的铸铁材质，试验、探索了表面处理（硅、铬共渗、氮化钛ＰＣＶＤ、化学镀镍）对其热疲劳性能的影响。结果表明，这些表面处理能不同程度地改善铸铁的热疲劳性能，其中尤以氮化钛ＰＣＶＤ最有效，化学镀镍次之，硅、铬共渗较差。     

形变孪晶对50CrV4汽车弹簧钢疲劳性能的影响

利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对汽车用50CrV4弹簧钢早期疲劳断裂进行了分析。通过对比不同疲劳寿命弹簧钢试样的显微组织结构，探讨了形变孪晶对50CrV4弹簧钢疲劳性能的影响，并分析了50CrV4弹簧钢疲劳断裂的规律。     

表面再结晶晶粒对涡轮叶片DZ4合金疲劳性能的影响

目的 了解表面再结晶晶粒影响涡轮叶片DZ4合金疲劳失效的机制,从而找出提高疲劳寿命的途径.方法 采用我国自主研发的涡轮叶片用定向凝固合金DZ4.对合金表面采用不同压力(0.1、0.3、0.5 MPa)进行喷丸处理,随后进行1220℃的热处理,合金表面塑性变形层发生再结晶形成再结晶晶粒.通过扫描电子显微镜等对不同条件下获得的再结晶微观组织进行观察分析.对于含表面再结晶层的DZ4试样和原始DZ4试样分别开展低周疲劳测试,以获得其循环变形行为和低周疲劳寿命.结果 在较低的喷丸压力下(如0.1 MPa),表层再结晶组织以离散的再结晶晶粒出现.在较高喷丸压力下(0.3 MPa和0.5 MPa),获得了完全的表面再结晶层,而且随喷丸压力的增大,再结晶层厚度增加.疲劳试验结果 显示,在较低喷丸压力(0.1 MPa)下获得的再结晶试样,其疲劳寿命比原始DZ4合金的明显降低;在0.5 MPa下获得的含再结晶层的DZ4试样,具有比原始DZ4合金更高的疲劳寿命.结论 定向凝固合金DZ4表面的再结晶层并不一定会降低其疲劳寿命.在较低喷丸压力(如0.1 MPa)及退火条件下形成的离散状再结晶晶粒对疲劳性能有害,疲劳寿命降低明显.在较高喷丸压力(如0.5 MPa)和退火条件下形成的致密细晶再结晶层,可提高DZ4合金的低周疲劳性能.晶体塑性模型有助于理解和预测再结晶层对疲劳性能的影响.     

低压三级工作叶片振动疲劳试验裂纹失效分析

为了解决航空发动机低压三级工作叶片振动疲劳失效问题,从叶片材质、机加工工艺和叶片结构尺寸等角度,对叶片振动疲劳考核不合格原因进行分析.结果 表明,低压三级工作叶片裂纹性质为高周疲劳,符合振动疲劳试验情况下的破坏模式.通过对叶片材质、机加工工艺的分析表明,材质、机加工工艺不是造成构件振动疲劳强度低的主要原因.改善叶片截面...     

电磁冲击对TC11钛合金叶片疲劳性能的影响

本文研究了电磁冲击作用对TC11钛合金叶片振动疲劳极限的影响，对电磁冲击前后钛合金叶片进行了残余应力测试和显微硬度测试，利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对叶片材料显微组织进行了表征，并结合有限元分析，探讨了电磁冲击对TC11钛合金叶片疲劳性能影响机理。结果表明，当电流密度为270 A/mm²时，经电磁冲击处理后叶片振动疲劳极限提升幅度约为36.6%，同时叶片失效裂纹深度及位置发生改变。电磁冲击处理过程中叶片整体温升极小，电极与试样接触处最大瞬时温度仅约60℃。叶片显微组织未见明显变化，叶片表层残余压应力及叶片内部平均显微硬度随电流密度的增大而增大，叶片内部显微硬度分布发生改变。分析认为，电磁脉冲能量能够对叶片材料产生微振动效应，调整叶片整体残余应力分布，修复微观损伤缺陷，达到提升叶片疲劳性能的目的。     

表面处理对40Cr钢腐蚀疲劳寿命的影响

采用旋转弯曲疲劳试验机和电极电位测量装置研究了40Cr钢经表面处理后(离子氮化、化学镀镍、喷铝和电镀锌铁合金)在3%NaCl溶液中的腐蚀疲劳行为,并且监测了腐蚀疲劳过程中这4种表面处理后材料的腐蚀电位。结果表明,4种表面处理均能改善40Cr钢的腐蚀疲劳性能,且金属材料在腐蚀疲劳过程中腐蚀电位的变化,在一定程度上反映了腐蚀疲劳断裂过程的重要阶段,揭示了腐蚀疲劳过程的电化学行为。     

航空发动机整体叶环叶片裂纹分析

经锻造热处理和热等静压工艺处理后的整体叶环叶片在振动疲劳试验中出现裂纹,通过宏观检查、断口宏微观分析、材质分析、力学性能试验和有限元应力模拟等手段,对叶片的裂纹性质和萌生原因进行分析与研究,并提出改进建议。结果表明：整体叶环叶片裂纹性质为高周疲劳,疲劳裂纹起源于叶片叶背侧表面最大应力区;整体叶环叶片在热等静压工艺处理后存在平直晶界连续α膜,抗疲劳性能明显降低,导致疲劳裂纹过早萌生。     

车体振动模态对疲劳强度的影响分析

铁路运输车辆不断朝着高速以及轻量化方向发展,车体承受着复杂的交变载荷,极大地增加了车体结构疲劳断裂的风险。为探究车体结构振动对车辆结构安全性的影响,利用ANSYS Workbench进行车体模态仿真计算。结合服役环境下动车组车体运行模态测试数据,提取出车体1阶菱形(8~9 Hz)、1阶垂弯(12~13 Hz)、1阶横弯(15~16 Hz)及1阶扭转(17~18 Hz)模态频率,对车体有限元模型进行对比修正。利用雨流计数法对部分实测载荷谱数据谱进行处理,得到载荷谱雨流计数矩阵。在模态分析的基础上进行谐响应分析,得到上述不同模态频段范围内的频率响应函数,结合nCode疲劳仿真软件对车体疲劳强度进行仿真计算,得到不同频段范围内车体的疲劳损伤;采用Miner线性累积疲劳损伤理论对仿真计算结果进行疲劳损伤评估,结果表明:车体1阶菱形模态(8~9 Hz)附近频段对车体造成的损伤最大,其损伤位置在车钩与枕梁交接处附近。     

振动疲劳对压电悬臂板电激励响应的影响

针对压电智能结构的动力学设计,研究振动疲劳对双晶压电悬臂板电激励响应的影响。在电压激励下,测试压电悬臂板的自由端位移、致动层根部应变和传感层发电电压随振动循环次数的变化,分析激励电压幅值和电压波形对位移、应变及发电电压的影响,讨论位移响应、应变响应和发电电压响应随振动疲劳的变化情况。结果表明:在45~50 V的激励电压下,激励电压幅值越大,压电悬臂板的电致响应幅值下降越多,疲劳损伤速率越快;正弦波电压激励相较于三角波电压激励更容易导致振动疲劳;由于振动疲劳损伤的非线性,压电悬臂板疲劳损伤前后的位移?应变曲线斜率不再一致,而且疲劳损伤后共振时压电悬臂板根部应变降低。试验结果可为压电智能结构的动力学设计提供数据支撑。     

表面完整性对马氏体不锈钢疲劳性能的影响

研究了马氏体不锈钢表面喷丸强化后表面粗糙度，表面形貌，表面残余应力和表面层残余压应力场等表面完整性的变化及其对疲劳性能的影响，结果表明：马氏体不锈钢对表面粗糙度比较敏感，经喷丸强化后产生的残余压应力有利于提高疲劳寿命，且采用低喷丸强度时对疲劳性能更加有利。     

硬质合金刀片清洗及表面腐蚀的研究

研究了硬质合金刀片清洗过程中的各个工艺参数,分析影响合金腐蚀的主要因素。采用SEM、EDS技术对刀片进行了组织结构和成分的分析。研究表明:碱性清洗液对合金表面的腐蚀最弱,提高清洗液的温度,酸性条件下腐蚀程度变化明显,硬质合金里各种立方碳化物的加入,能够提高合金表面的耐腐蚀性,表面钴含量(文中含量均为质量分数)不同的合金表面腐蚀程度无显著变化,随着清洗液浸泡时间的延长,腐蚀程度逐渐加强。     

直升机复合材料桨叶振动失效分析

针对某直升机复合材料旋翼桨叶,在没有对复杂结构进行简化的情况下,利用ANSYS有限元软件的参数化语言(APDL)建立完整的有限元模型.该模型不仅考虑了大梁、蒙皮和加强梁等主承力结构,还考虑了大梁内抗扭层、前缘包铁和前缘配重等次承力结构.利用该模型,计算桨叶在额定转速下的前5阶固有模态和频率.结果表明:前5阶模态不存在振...     

分子吸附和表面缺陷对 ZnO 薄膜紫外探测的影响

目的研究分子吸附在不同的ZnO表面时,体系的稳定性、电子结构、紫外光吸收情况。方法根据第一性原理密度泛函理论,首先对O2和H_2O分子分别吸附在完备的ZnO和具有氧空位的ZnO单层膜表面进行结构优化,然后分析不同体系的电子结构和光学性质。结果通过吸附能可知,分子吸附有利于系统稳定性的提高,其中氧分子吸附最为明显;能带和态密度图显示,分子吸附有利于电子在导带和价带之间的跃迁;差分电荷密度图表明,分子吸附的所有体系都存在电子转移,吸附分子和薄膜之间存在相互作用;光吸收图显示,分子吸附的ZnO体系光吸收明显增强。水分子吸附在含氧空位的ZnO单层膜上时,体系具有较强的紫外吸收、较高的载流子浓度、较小的载流子有效质量以及较好的稳定性,是比较理想的紫外探测材料。结论ZnO单层膜中氧空位和实验环境中的氧气和水汽均能影响体系的紫外响。研究结果可为ZnO基薄膜紫外探测器的发展提供参考。