汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤在服役過程中主要承受葉片離心載荷交變作用,輪槽缺口根部存在較大拉伸平均應(yīng)力及其循環(huán)松弛。本文主要針對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)中采用的平均應(yīng)力松弛經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛嬖诘牟蛔?基于局部應(yīng)力-應(yīng)變法,應(yīng)用混合硬化本構(gòu)模型（N5L1）研究了脈動(dòng)交變載荷作用下輪盤材料的瞬態(tài)力學(xué)響應(yīng)與平均應(yīng)力動(dòng)態(tài)松弛行為,并據(jù)此研究了考慮輪槽缺口根部平均應(yīng)力動(dòng)態(tài)松弛的轉(zhuǎn)子輪盤疲勞壽命預(yù)測(cè)方法,為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤抗疲勞設(shè)計(jì)和服役安全性評(píng)估提供更為精確的定壽方法,因此,具有重要的理論與工程意義。本文首先根據(jù)已有的輪盤材料光滑試樣低周疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了輪盤材料在不同應(yīng)變幅下的循環(huán)變形行為、平均應(yīng)力松弛規(guī)律等。結(jié)果表明:在循環(huán)過程中,輪盤材料出現(xiàn)了顯著的平均應(yīng)力松弛現(xiàn)象,并且隨著應(yīng)變幅增大,初始平均應(yīng)力減小,而平均應(yīng)力松弛速率加快;通過對(duì)輪盤材料在不同應(yīng)變幅下的滯回環(huán)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):在同一應(yīng)變幅下,隨著循環(huán)周次進(jìn)行,輪盤材料表現(xiàn)為循環(huán)軟化特征。采用兩種方法（平移法和包辛格應(yīng)變擬合法）進(jìn)一步證明了輪盤材料符合Mashing特性�；贑haboche提出的N5L1混合硬化本構(gòu)模型,結(jié)合遺傳算法（GA）,通過參數(shù)優(yōu)化,本文研究... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤的疲勞設(shè)計(jì)(壽命預(yù)測(cè))方法回顧
        1.2.1 輪盤抗疲勞設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于名義應(yīng)力法的轉(zhuǎn)子輪盤疲勞壽命預(yù)測(cè)方法
        1.2.3 基于局部應(yīng)變法的轉(zhuǎn)子輪盤疲勞壽命預(yù)測(cè)方法
    1.3 疲勞過程中平均應(yīng)力松弛模型
        1.3.1 循環(huán)加載下平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響及其修正模型
        1.3.2 平均應(yīng)力松弛經(jīng)驗(yàn)描述模型
    1.4 循環(huán)加載下瞬態(tài)應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)描述模型
    1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 某型轉(zhuǎn)子輪盤材料的循環(huán)變形行為與低周疲勞特性
    2.1 引言
    2.2 脈動(dòng)載荷下輪盤材料的循環(huán)變形行為
        2.2.1 輪盤材料的峰/谷值應(yīng)力響應(yīng)
        2.2.2 輪盤材料的滯回環(huán)分析
        2.2.3 輪盤材料的疲勞硬化、軟化特征
        2.2.4 輪盤材料的平均應(yīng)力松弛行為
    2.3 脈動(dòng)加載下輪盤材料的低周疲勞特性
        2.3.1 輪盤材料的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        2.3.2 輪盤材料的背應(yīng)力與摩擦應(yīng)力演化
        2.3.3 輪盤材料的應(yīng)變壽命曲線
        2.3.4 輪盤材料的Masing特性
    2.4 本章小結(jié)
第3章 輪盤材料的混合硬化本構(gòu)模型及其試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 混合硬化本構(gòu)模型
        3.2.1 主控方程
        3.2.2 隨動(dòng)硬化律
        3.2.3 各向同性硬化律
        3.2.4 混合硬化律
    3.3 混合硬化模型參數(shù)確定及其影響
        3.3.1 參數(shù)C_i、γ_i常用確定方法
        3.3.2 隨動(dòng)硬化模型參數(shù)C_i和γ_i初值確定
        3.3.3 非線性隨動(dòng)硬化參數(shù)的影響分析
        3.3.4 各向同性硬化參數(shù)R_s和 b的確定
        3.3.5 各向同性硬化參數(shù)R_s和 b的影響分析
        3.3.6 不同隨動(dòng)硬化變量數(shù)目的影響
    3.4 輪盤材料的遲滯迴線模擬及其試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脈動(dòng)循環(huán)載荷下輪盤材料的平均應(yīng)力松弛描述
    4.1 引言
    4.2 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷妮啽P材料平均應(yīng)力松弛行為模擬
        4.2.1 基于Landgraf模型的平均應(yīng)力松弛描述
        4.2.2 基于MaxWell模型的平均應(yīng)力松弛描述
        4.2.3 基于Kodama模型的平均應(yīng)力松弛描述
    4.3 基于混合硬化模型的輪盤材料平均應(yīng)力松弛行為模擬
    4.4 兩種平均應(yīng)力描述模型比較及其試驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 某型轉(zhuǎn)子輪盤輪槽構(gòu)件的疲勞壽命預(yù)測(cè)及其試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 輪槽缺口根部應(yīng)力集中分析
        5.2.1 輪槽構(gòu)件有限元物理模型
        5.2.2 有限元分析模型網(wǎng)格劃分及邊界條件施加
    5.3 基于混合硬化本構(gòu)模型的輪槽構(gòu)件疲勞壽命預(yù)測(cè)
        5.3.1 輪槽齒根局部應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算
        5.3.2 損傷計(jì)算與損傷累積
    5.4 輪槽構(gòu)件疲勞試驗(yàn)
        5.4.1 試驗(yàn)方法介紹
    5.5 輪槽構(gòu)件的S-N曲線
    5.6 輪槽構(gòu)件疲勞壽命預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)值比較
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 前景與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況



本文編號(hào)：3656061