發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 05:21

【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤結(jié)構(gòu)及服役環(huán)境的復(fù)雜性,導(dǎo)致其疲勞失效問題極為嚴(yán)峻,由于渦輪盤造價(jià)昂貴,直接更換經(jīng)濟(jì)效益太低,因此進(jìn)行失效渦輪盤再制造修復(fù)研究十分迫切。激光增材制造技術(shù)在渦輪盤再制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,激光增材再制造后渦輪盤質(zhì)量要達(dá)到一定的要求,同時(shí)再制造后渦輪盤的服役環(huán)境也同樣惡劣,與新品相比,不僅要受到葉片施加的離心力、渦輪盤本身質(zhì)量產(chǎn)生的離心應(yīng)力、由溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力等工作應(yīng)力,同時(shí)還要承受再制造工藝誘發(fā)的影響。所以,本文進(jìn)行渦輪盤材料再制造工藝加工試件性能分析,通過硬度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)和殘余應(yīng)力檢測(cè)實(shí)驗(yàn),分析再制造后的材料物理機(jī)械性,并利用有限元法進(jìn)行再制造渦輪盤在工作狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變分析,依據(jù)所得結(jié)果進(jìn)行了再制造渦輪盤低周疲勞壽命預(yù)測(cè)。本文首先通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行渦輪盤激光增材再制造工藝參數(shù)選擇,基體材料為Inconel718合金鍛件,粉末材料為Inconel718球形粉末,通過觀察對(duì)比不同工藝參數(shù)制造的試件微觀組織,選擇合適的再制造工藝參數(shù);根據(jù)所選擇的工藝參數(shù)在基體上進(jìn)行Inconel718合金薄壁試件激光增材制造,利用線切割對(duì)增材制造試樣進(jìn)行加工,并進(jìn)行直接時(shí)效熱處理;在熱處理前后分別進(jìn)行硬度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、靜載力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)及殘余應(yīng)力檢測(cè)實(shí)驗(yàn),分析再制造后材料物理力學(xué)性能。然后,根據(jù)再制造渦輪盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立可以體現(xiàn)再制造特點(diǎn)的再制造渦輪盤模型,并采用合適的網(wǎng)格類型對(duì)該模型進(jìn)行劃分;賦予再制造渦輪盤基體Inconel718合金鍛件材料參數(shù),賦予再制造渦輪盤修復(fù)層Inconel718合金激光增材制造件材料參數(shù),并根據(jù)模型特點(diǎn)選擇相應(yīng)的邊界條件;在有限元基本原理的基礎(chǔ)上,利用ABAQUS仿真軟件,進(jìn)行再制造渦輪盤在葉片離心力載荷、自身離心載荷、溫度載荷幾種典型工作載荷下應(yīng)力應(yīng)變分析,為再制造渦輪盤低周疲勞壽命預(yù)測(cè)提供依據(jù)。最后,根據(jù)有限元仿真結(jié)果確定再制造渦輪盤服役條件下的局部應(yīng)力應(yīng)變,利用局部應(yīng)力應(yīng)變法中的Morrow修正公式,考慮危險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)目以及再制造工藝對(duì)低周疲勞壽命影響,進(jìn)行了再制造渦輪盤低周疲勞壽命預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V263

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2673778