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镍基高温合金GH4133B作为航空发动机涡轮盘主要材料,其具有优越的持久性和疲劳性能。本文以镍基合金GH4133B为研究对象,在常温下条件下开展疲劳长裂纹扩展试验,利用有限元软件ABAQUS计算标准CT试件的裂纹尖端应力强度因子,运用扩展有限元技术模拟疲劳裂纹的扩展过程。开展GH4133B合金疲劳长裂纹扩展实验。对不同应力比的GH4133B合金标准CT试样进行疲劳裂纹扩展实验,借助OLYMPUS BX51M显微镜,对裂纹进行追踪摄像,获得一定循环周次下的疲劳裂纹扩展长度。在疲劳裂纹扩展长度和循环次数关系基础上,利用近似导数的方法得到疲劳裂纹扩展速率。利用理论公式获得各个裂纹扩展长度下的相对能量释放率,结合Paris公式拟合疲劳裂纹扩展速率曲线,获得相应的疲劳裂纹扩展速率函数。利用Paris公式推导出标准CT试样剩余疲劳寿命的估算公式,结合拟合获得的参数C和m,利用辛普森积分计算1~16号试样的剩余疲劳寿命。结果表明,理论剩余寿命与试验剩余寿命误差较小,可以运用理论剩余寿命预测方程对材料的剩余寿命进行预测。在此基础上与实验进行对比,修正剩余寿命估算公式。结果表明,修正公式能更加准确的对剩余寿命进行预测。利用有限元分析软件ABAQUS扩展有限元计算功能,建立CT试件有限元模型,计算不同裂纹长度下的应力强度因子。利用实验获得的疲劳裂纹扩展Paris公式参数,在ABAQUS中建立疲劳损伤准则,模拟不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为。对比疲劳裂纹扩展实验寿命、理论寿命和模拟寿命,寿命误差在可接受范围内,说明了疲劳裂纹扩展数值模拟的有效性。本文对镍基高温合金GH4133B进行了疲劳裂纹扩展试验,并与有限元分析结果进行对比。利用扩展有限元方法分析CT试件疲劳行为的方法,可以用于材料疲劳实验的预演,对疲劳实验开展起一定的指导作用。在此基础上改进可以使各种构件的疲劳行为模拟成为可能,为工程设计分析提供新的思路。