收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂应力状态镍基单晶高温合金低周疲劳损伤研究

丁智平  
【摘要】:镍基单晶高温合金因其优越的高温抗疲劳、抗蠕变性能,已成为制造航空涡轮发动机热端部件的重要材料。镍基单晶合金的低周疲劳损伤是影响镍基单晶合金涡轮叶片寿命的重要方面,但迄今为止国内外对这方面的许多问题还缺乏深入的研究。本文以镍基单晶合金涡轮叶片的寿命分析为工程背景,采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法,对镍基单晶合金的热弹塑性行为和高温低周疲劳性能进行了深入的研究,建立了相应的本构关系和寿命预测模型。最后利用ANSYS有限元结构分析软件对某发动机涡轮盘-片系统进行三维非线性循环应力-应变分析,并对镍基单晶合金涡轮叶片的低周疲劳寿命进行了预测。 全文分为两部分:第一部分研究镍基单晶合金的屈服行为和弹塑性本构关系,并进行有限元验证和数值模拟;第二部分进行镍基单晶合金低周疲劳试验研究和寿命预测模型研究,探索疲劳寿命与不同状态参量之间的关系,分别从能量耗散原理和不可逆热力学理论出发,建立两种低周疲劳寿命预测模型,并利用试验数据对模型进行考核验证,进而用于真实构件的计算分析。具体为: 第二章假设镍基单晶合金的屈服函数是由若干应力偏张量的不变量的线性组合构成,用应力偏张量分量的平方乘积项构成的应力不变量考虑正交各向异性材料在偏轴受载时存在的拉、剪应力耦合效应,对Hill屈服准则进行修正,提出新的镍基单晶合金屈服准则,给出了新屈服准则中各向异性参数的确定方法,并重新定义了等效应力和等效应变的表达式,用于各向同性材料,新屈服准则及其等效应力和等效应变则退化为von Mises屈服准则及其相应的等效应力和等效应变。第三章从Druker公设出发,依据联合流动法则,采用等向硬化模型,建立了镍基单晶合金的弹塑性增量型本构关系,并推导出弹塑性矩阵的显示表达式。第四章根据前两章建立的镍基单晶合金弹塑性理论的有关公式,编制有限元分析程序,将其集成到ANSYS软件中,利用镍基单晶合金拉伸试验数据验证上述理论和公式的正确性和实用性,并在此基础上,对镍基单晶合金缺口试样进行热弹塑性循环应力-应变场的数值模拟。 第五章对DD3镍基单晶合金在680℃温度的单向拉伸和低周疲劳试验结果进行分析讨论,探索疲劳寿命与不同状态参量之间的关


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李允;沈星;王宁;;压电陶瓷驱动器性能的理论计算与ANSYS仿真[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2008年04期
2 郝桐生;正交各向异性弹性板的弯曲理论[J];中国矿业大学学报;1958年02期
3 龚志钰;冯广占;程山;;正交各向异性多层夹芯层板理论[J];复合材料学报;1992年01期
4 魏凤春;张军;张晓;张恒;;正交各向异性易碎复合材料层合板的设计与试验研究[J];工程塑料应用;2011年05期
5 张光,张克实;正交各向异性弹塑性材料中微孔洞的扩张[J];机械强度;2002年02期
6 艾长东,姚芳,张文福,刘迎春,曹景萍;矩形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析[J];大庆石油学院学报;2005年03期
7 黄立新;李双蓓;周小军;刘勇;;均布荷载作用下正交各向异性悬臂梁固端边界条件对位移的影响[J];玻璃钢/复合材料;2007年04期
8 黎立云,刘大安,史孝群,车法星;多裂纹类岩体的双压实验与正交各向异性本构关系[J];中国有色金属学报;2002年01期
9 胡宇达;吕书锋;杜国君;;复合材料层合板的非线性组合共振特性及分岔[J];复合材料学报;2010年02期
10 郝桐生;正交各向异性弹性平面应力的近似计算方法[J];中国矿业大学学报;1957年03期
11 李江;张恒;;纤维增强塑料齿轮轮齿弯曲强度分析[J];复合材料学报;1992年03期
12 秦圣立,阎柯柱,胡象岭,黄家寅;关于非均匀圆柱型正交各向异性图板材料性质的研究[J];应用数学和力学;1997年12期
13 冯露,张克实,张光;正交各向异性有限变形下材料的粘塑性力学行为的研究[J];机械科学与技术;2002年02期
14 陈石卿;俄罗斯对两种镍基单晶合金的对比研究[J];航空工程与维修;1996年10期
15 岳珠峰,吕震宙,周利,郑长卿;镍基单晶合金的厚度效应[J];金属学报;1997年03期
16 岳珠峰,吕震宙,郑长卿;复杂应力状态下镍基单晶合金蠕变损伤规律研究[J];机械工程材料;1997年02期
17 于庆民,岳珠峰;镍基单晶合金切口圆棒试样三维晶体弹塑性应力场的数值模拟[J];材料科学与工程学报;2004年02期
18 黄立新,孙秀山,刘应华,岑章志;正交各向异性孔板的材料参数识别[J];工程力学;2004年04期
19 于庆民,邵小军,岳珠峰;镍基单晶合金DD3切口圆棒试样的蠕变响应有限元分析[J];材料工程;2005年02期
20 岳珠峰,吕震宙;双剪切试样在镍基单晶合金蠕变变形损伤和寿命研究中的应用[J];金属学报;2002年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张洋洋;施惠基;马显锋;;镍基单晶合金的低周疲劳性能研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 徐旭东;丁皓江;;正交各向异性圆拱的精确解[A];中国土木工程学会计算机应用分会第七届年会论文集[C];1999年
3 魏建新;狄帮让;;岩石样品的速度正交各向异性实验观测[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
4 陈光生;;局部荷载作用下正交各向异性曲板的弯曲[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集[C];1990年
5 蒋丰;顾家扬;沈叔曾;;大型玻璃钢渔船骨架结构的力学分析与优化设计[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
6 徐旭东;丁皓江;;正交各向异性圆拱的精确解[A];中国土木工程学会计算机应用分会第七届年会土木工程计算机应用文集[C];1999年
7 王道斌;武兰河;柯建民;;变厚度正交各向异性矩形板弯曲问题的加权残值法[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
8 李佩勋;尚仁杰;吴转琴;宫锡胜;周剑锋;;具有正交各向异性的混凝土复合板无梁楼盖计算方法[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
9 王新志;洪小波;刘宏明;;正交各向异性圆板非线性振动[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展(一九九六·第六期)——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第6届学术研讨会论文集[C];1996年
10 李忱;洪彩霞;姚丽清;;正交各向异性层合椭圆形薄板的弹性稳定性[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁智平;复杂应力状态镍基单晶高温合金低周疲劳损伤研究[D];中南大学;2005年
2 孙秀山;正交各向异性平面问题弹塑性分析的边界元法[D];清华大学;2004年
3 张贵科;节理岩体正交各向异性等效力学参数与屈服准则研究及其工程应用[D];河海大学;2006年
4 于兴福;一种无铼镍基单晶合金的蠕变行为及影响因素[D];沈阳工业大学;2008年
5 何素艳;互补问题算法研究及其在力学中的应用[D];大连理工大学;2003年
6 卿华;镍基单晶合金力学特性及其在冷却涡轮叶片上的应用分析[D];南京航空航天大学;2007年
7 魏建新;正交各向异性介质波场特性的物理模拟研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
8 李翔;钢丝缠绕增强塑料复合管粘弹性力学行为研究[D];浙江大学;2008年
9 魏凤春;易碎复合材料的设计、制备工艺与性能试验研究[D];郑州大学;2009年
10 王博;蜂窝结构多功能优化设计[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李明;基于微观单胞模型的镍基单晶合金低周疲劳寿命灰色预测[D];湖南工业大学;2012年
2 闫晓荣;正交各向异性损伤模型在混凝土坝抗震安全评价中的应用[D];大连理工大学;2005年
3 蔡智宇;矩形正交各向异性薄板弯曲受迫振动问题的分析解[D];大连理工大学;2011年
4 黄世清;正交各向异性金属板材的弹塑性屈曲及后屈曲分析[D];湖南大学;2002年
5 王文良;针织纬编亚麻/PP复合材料及其热压层合板的正交各向异性力学行为研究[D];天津大学;2012年
6 范洁;固体火箭发动机花瓣铺层碳/碳柔性喷管扩张段裂尖附近应力场研究[D];华中科技大学;2005年
7 于莉丽;不同取向镍基单晶合金的蠕变行为与微观变形机制[D];沈阳工业大学;2010年
8 林秀锋;钢丝缠绕增强塑料复合管强度分析与优化设计[D];浙江大学;2006年
9 胡创国;材料中微孔洞与微裂纹演化及各向异性性质影响的初步研究[D];西北工业大学;2001年
10 陈凯;应用广义函数法求解正交各向异性矩形中厚板的自由振动[D];西安建筑科技大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978