【摘要】：針對單晶渦輪葉片熱機械疲勞(TMF)問題,圍繞單晶渦輪葉片TMF試驗,結(jié)合單晶變形、損傷理論及數(shù)值模擬,建立了一套單晶渦輪葉片TMF壽命評估方法.利用空心氣冷渦輪葉片TMF試驗系統(tǒng),對單晶渦輪片考核截面在服役條件下所產(chǎn)生的交變應(yīng)力場和交變溫度場進行模擬,確定了裂紋萌生部位及其TMF壽命.考慮單晶渦輪葉片變形和損傷行為的特征,分別建立了基于滑移系的Walker黏塑性本構(gòu)模型和基于臨界平面的循環(huán)損傷累積(CDA)模型.利用上述本構(gòu)和壽命模型,完成了單晶渦輪葉片TMF試驗的數(shù)值模擬.結(jié)果表明:葉片理論危險點與試驗結(jié)果一致,且計算壽命基本落在試驗壽命的3倍分散帶內(nèi).
[Abstract]:Aiming at the thermomechanical fatigue (TMF) problem of single crystal turbine blade, a set of TMF life evaluation method for single crystal turbine blade is established based on TMF test of single crystal turbine blade, single crystal deformation, damage theory and numerical simulation. The alternating stress field and alternating temperature field produced by the examination section of single crystal turbine blade under service conditions are simulated by using the TMF test system of hollow gas-cooled turbine blade, and the crack initiation site and TMF life are determined. Considering the deformation and damage behavior of single crystal turbine blades, the Walker Viscoplastic Constitutive Model based on slip system and the cyclic damage accumulation (CDA) Model based on critical plane are established respectively. The numerical simulation of TMF test of single crystal turbine blade is completed by using the above constitutive and life model. The results show that the theoretical risk point of the blade is consistent with the test results, and the calculated life is basically in the dispersion zone of 3 times the test life.
【作者單位】： 中國航空工業(yè)集團公司中航空天發(fā)動機研究院有限公司;北京航空航天大學能源與動力工程學院;
【分類號】：V232.4

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本文編號：2507605