本文關(guān)鍵詞：鈦合金葉片抗砂粒沖蝕性能研究

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【摘要】：軍用直升機(jī)在沙漠環(huán)境飛行過(guò)程中,空氣中的灰塵和砂子被高速吸入發(fā)動(dòng)機(jī),造成鈦合金葉片的沖蝕損傷。沖蝕損傷會(huì)造成壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞,力學(xué)性能下降,嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和飛機(jī)的飛行安全。因此開(kāi)展鈦合金材料受砂粒沖蝕的損傷分析和疲勞性能分析,對(duì)防止沖蝕損傷事件引發(fā)的飛行事故具有重要的意義。本文圍繞壓氣機(jī)葉片的砂粒沖蝕問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括以下三個(gè)方面:(1)開(kāi)展了單粒子沖蝕TC4試樣的仿真與試驗(yàn)研究(300m/s)。砂粒撞擊鈦合金靶板的過(guò)程中,多角粒子的破壞能量要大于球形粒子,在碰撞區(qū)域有較大殘余應(yīng)力,損傷特征是隨著沖蝕角度的不同而變化的。(2)通過(guò)自行搭建的砂粒沖蝕試驗(yàn)裝置,開(kāi)展TC4試樣的砂粒沖蝕試驗(yàn)(100m/s~300m/s)。試驗(yàn)結(jié)果表明:沖蝕率峰值出現(xiàn)在沖蝕角度45°左右,沖蝕率隨著速度的增加而增加。隨著沖蝕角度的增加,沖蝕表面粗糙度先增大后減小,在60°達(dá)到最大值,粗糙度隨沖蝕速度的增加而上升。損傷表面的微觀形貌反映沖蝕機(jī)制與角度有關(guān),當(dāng)沖蝕角度較小時(shí),沖蝕損傷以切削為主;角度提高后,材料的沖蝕損傷機(jī)理以鍛造擠壓為主。(3)分別對(duì)光滑試樣和受砂粒沖蝕的模擬葉片試驗(yàn)件進(jìn)行高周疲勞試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:沖蝕會(huì)導(dǎo)致試樣的疲勞強(qiáng)度下降。對(duì)疲勞斷口觀察發(fā)現(xiàn)沖蝕導(dǎo)致材料表面與內(nèi)部有不同的組織結(jié)構(gòu),內(nèi)部出現(xiàn)了裂紋,這些缺陷使得材料對(duì)于高周疲勞變得敏感;沖蝕對(duì)基層材料的金相組織沒(méi)有影響,只有損傷表面的?相由于擠壓作用而變細(xì)。
【關(guān)鍵詞】：砂粒沖蝕 TC4鈦合金 壓氣機(jī)葉片 損傷分析 疲勞強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V232.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景和意義11-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 沖蝕機(jī)理的發(fā)展15-16
• 1.2.2 沖蝕對(duì)部件、設(shè)備的影響研究16
• 1.2.3 沖蝕率的影響因素研究16-17
• 1.3 沖蝕理論及影響材料沖蝕特性的因素17-22
• 1.3.1 沖蝕理論17-20
• 1.3.2 沖蝕磨損的影響因素20-22
• 1.4 沖蝕試驗(yàn)設(shè)備介紹22-23
• 1.5 本文的主要內(nèi)容23-25
• 第二章 單粒子沖蝕TC4試樣的仿真與試驗(yàn)研究25-40
• 2.1 引言25
• 2.2 TC4試樣的單粒子沖蝕仿真研究25-34
• 2.2.1 有限元模型25-27
• 2.2.2 仿真結(jié)果分析27-34
• 2.3 TC4試樣的單粒子沖蝕試驗(yàn)34-38
• 2.3.1 試驗(yàn)方案34-36
• 2.3.2 試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法36-37
• 2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析37-38
• 2.4 小結(jié)38-40
• 第三章 多粒子沖蝕TC4試樣試驗(yàn)研究40-53
• 3.1 引言40
• 3.2 沖蝕試驗(yàn)40-51
• 3.2.1 試驗(yàn)方案40-41
• 3.2.2 試驗(yàn)裝置及方法41-45
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析45-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第四章 沖蝕損傷試件的高周疲勞性能研究53-61
• 4.1 引言53
• 4.2 疲勞概述53-54
• 4.3 高周疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)54-60
• 4.3.1 試驗(yàn)方案54-55
• 4.3.2 試驗(yàn)方法55-56
• 4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 主要工作與結(jié)論61-62
• 5.2 研究展望與建議62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68-69
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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