航空发动机涡轮盘高温合金材料力学性能测试与循环塑性本构模型建立

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingxing020
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空发动机被誉为工业上的明珠,涉及学科众多,是衡量一个国家工业实力和科研实力的重要指标。发动机涡轮盘是航空发动机的重要组成部分,其长期暴露在高温、高压气体中,且在运转过程中,需要承受蠕变载荷、启停造成的低周疲劳载荷以及高周疲劳载荷等,从而使其很容易疲劳失效。随着飞机对发动机性能要求的提升,发动机对零部件寿命、可靠性等要求也在逐步提高。工作在恶劣环境中的涡轮盘更是如此。为了满足这些要求,便需要大量的试验。这些试验不仅需要大量的人力、财力,而且试验周期长。因此研究更简单高效的试验方法,成为降低试验成本最直接有效的方法。同时随着计算机和商用有限元仿真软件的发展,仿真正逐步发展成为解决实际问题重要的辅助手段,对实际问题采取仿真会进一步降低试验所需成本。ABAQUS有着丰富的二次开发接口,对复杂本构模型的材料可以实现二次开发,完成对材料的仿真计算。本文为了测得的试验数据更加贴近涡轮盘实际情况,采用某型号发动机涡轮盘锻件制得GH4169高温合金试件并进行了力学性能试验,包括单调拉伸试验,低周疲劳试验,低周循环载荷应力-应变响应特性试验。在应力-应变响应特性试验中,运用了创新性试验方法,使得试验时间和所需试样数量大幅度降低。同时,本文采用Hill48屈服准则,结合A-F随动强化本构模型,对400℃和650℃下的单调拉伸试验和采用创新试验方法的应力-应变响应特性曲线进行了仿真,通过与试验结果对比,验证了本构模型的对低周循环应力-应变响应的有效性。
其他文献
为便捷有效的描述板材在不同加载条件下表现出的复杂的各向异性行为与弥补传统的屈服模型的不足,有学者提出使用插值的方法构建屈服轨迹,该方法便捷高效、几何意义明确。本课题组对于构建插值型屈服模型也进行了一些研究,通过定义屈服轨迹的几何特性参数构建了贝塞尔插值型各向异性屈服轨迹及演化模型。但是该模型还不完善,因此本文在此基础上提出了一种改进的贝塞尔插值型各向异性屈服轨迹及演化模型。主要研究内容如下:通过研
铝合金焊接过程往往伴随着突出的氢气孔出现现象,严重影响着焊缝成形与产品性能。传统的气孔缺陷检测手段对实验设备有较高要求,且会对焊件造成不可逆的损伤。电弧光谱信号中携带了大量的能反映焊接动态过程的元素信息,从而可以与焊接氢气孔间建立起内在的联系。目前针对焊接氢气孔检测光谱研究方法的关键在于,要找到一种能够从大量光谱信息中提取有效特征且相对简单的方法。本文尝试探索出一套完整的铝合金交流GTAW焊接电弧
超高强度钢在模具制造、汽车运输、航海造船、航空航天、国防科工等领域有重要的应用。随着工业的快速发展以及节能、资源、环境等方面的要求,钢铁行业对低成本高性能的超高强度钢的开发与应用提出了更高的要求。组织细化是提高材料强韧性的有效方式之一,研究表明,通过循环热处理的方式可以使钢铁的组织有效地细化,同时提高钢铁材料强度和韧性。开展循环热处理对超高强度钢的影响规律研究对工程应用具有重要意义。本文针对原始奥
铝合金因其密度小、优良的比强度、良好的可加工性及耐蚀性成为机械制造、交通运输领域的主要应用材料。1060铝合金因其优良的可加工性而被加工成板材、棒材和挤压管等广泛应用于建筑外饰、汽车制造、家用器具制造等对成形性要求较高而对强度没有太高要求的领域,而热挤压工艺作为二次加工手段能够有效提高其成形性。现阶段国内对于热挤压1060铝合金的的研究较少,在合金的高温变形性能、机制和应用尚待研究,工业界在制定热
碳纤维复合材料优秀的吸能潜力已经吸引了众多国内外相关研究,并越来越多地被应用到航空航天、汽车、船舶等领域的吸能结构中。然而大量文献表明,碳纤维复合材料只有在渐进失效的情况下才能表现出高吸能特性,保证渐进失效的重要措施是引入触发元件,优秀的触发元件不仅可以带来渐进失效的失效模式,也可以进一步增加稳定压溃载荷水平,获得更高的吸能特性。此外,碳纤维复合材料复杂的损伤机理也为吸能研究带来困难。本文采用双倒
Stellite 6合金是一种钴基合金,以Co、Cr等为主要构成元素,具有良好耐高温和耐磨损性能,常作为熔覆材料用于表面增强。Stellite 6合金的焊态组织由树枝状的初生固溶体相和分布于树枝间的共晶相组成,其中初生相在宏观尺度上起主要贡献。研究Stellite 6合金的焊接凝固过程,尤其是初生相的凝固结晶过程,对于探究组织形成机理、指导工艺优化有重要意义。本文使用Co-Cr-W-C四元体系的伪
随着工业4.0和智能制造的高速发展,磨削加工领域智能化程度越来越高,机器人砂带磨削由于其材料去除率高、成型质量稳定、加工精度高等优点正在逐步替代传统手工磨削,特别是对于像Inconel718高温合金之类难加工的材料。Inconel 718镍基高温合金因其优异的高温强度、力学性能和抗腐蚀性等被广泛应用于航空航天等领域。机器人磨削加工是非线性、强耦合的复杂过程,对材料去除率以及表面质量要求越来越高,如
特色专业建设是实施"双高计划"的重要抓手,是加强人才培养质量,顺应社会经济发展和产业结构调整的必然要求,而专业品牌文化又是高职院校特色专业建设的灵魂,新时期基于品牌文化加强特色专业建设是推进高职教育高质量发展的重要途径。本研究从专业文化建设的物质文化、精神文化、制度文化、行为文化四个方面提出特色专业建设方案并以海南工商职业学院HRM专业为例进行实践研究,为探寻有效且具有高质量的特色专业建设提供参考
【背景和目的】双相情感障碍(bipolar disorder,BD)是常见的重性精神疾病,其早期诊断存在困难,尤其是与抑郁障碍(major depressive disorder,MDD)之间的早期识别存在困难。双相障碍患者存在氧化应激损伤(oxidative stress injury,OSI),其可被临床生化指标反映。目前还没有使用临床常规生化指标客观评估BD发病风险的工具。本研究拟通过大量的
新型医用β钛合金凭借低杨氏模量值、生物相容性优良等特点已成为植入物领域研究焦点。但β钛合金仍存在耐磨性差、拉伸强度低和疲劳强度低等综合力学性能不足的问题。为提高合金的综合力学性能,制备具有梯度的结构合金是一种十分有效的方式。目前,有学者采用搅拌摩擦加工技术对β钛合金进行表面改性并对其搅拌区组织进行了大量的研究。但对利用搅拌摩擦加工技术构建梯度结构β钛合金鲜有报道。本课题采用搅拌摩擦加工技术在Ti-