根据累积蠕变损伤法则计算热疲劳寿命

本研究提出了一种预测承受任意而复杂的温度和循环载荷的高温零件(如涡轮叶片和涡轮盘)热疲劳开裂起始的方法。看来,热疲劳寿命完全可以根据材料的基本力学性能通过计算如下两种性质不同的、独立的失效形式中的每一种寿命来确定:(1)循环蠕变断裂——采用由Robinson提出并经Taira修正的著名的寿命分数法;(2)常规低周疲劳——采用Manson推导的通用斜率法经验方程式计算。为了完整地确定分析程序已详尽地列出了各种方程。用Glenny型热疲劳试验数据说明并评价所推荐的寿命分析方法。在这些试验中,为了得到类似于涡轮叶片和导向叶片在使用后于前、后缘所出现的裂纹,把Nimonic90的锥形盘试样放在流态床内加热和冷却。在本研究中,首先计算锥形盘试样的温度、应变和应力,最后计算寿命。循环是在改变温度和时间的条件下进行的。带有和不带空气内冷。已经发现,28个试样中有24个是以循环蠕变断裂为主要失效形式。计算和观测的寿命一般相当一致。本研究表明,为预测并最终提高高温合金或零件的热疲劳抗努力所作出的种种努力,其重点应放在计算和減少蠕变损伤方面。