【摘要】：航空發(fā)動機渦輪盤結構及服役環(huán)境的復雜性,導致其疲勞失效問題極為嚴峻,由于渦輪盤造價昂貴,直接更換經(jīng)濟效益太低,因此進行失效渦輪盤再制造修復研究十分迫切。激光增材制造技術在渦輪盤再制造領域應用廣泛,激光增材再制造后渦輪盤質(zhì)量要達到一定的要求,同時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)生的離心應力、由溫度梯度產(chǎn)生的熱應力等工作應力,同時還要承受再制造工藝誘發(fā)的影響。所以,本文進行渦輪盤材料再制造工藝加工試件性能分析,通過硬度檢測實驗、力學拉伸實驗和殘余應力檢測實驗,分析再制造后的材料物理機械性,并利用有限元法進行再制造渦輪盤在工作狀態(tài)下應力應變分析,依據(jù)所得結果進行了再制造渦輪盤低周疲勞壽命預測。本文首先通過對比實驗進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)在基體上進行Inconel718合金薄壁試件激光增材制造,利用線切割對增材制造試樣進行加工,并進行直接時效熱處理;在熱處理前后分別進行硬度檢測實驗、靜載力學拉伸實驗及殘余應力檢測實驗,分析再制造后材料物理力學性能。然后,根據(jù)再制造渦輪盤結構特點,建立可以體現(xiàn)再制造特點的再制造渦輪盤模型,并采用合適的網(wǎng)格類型對該模型進行劃分;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層Inconel718合金激光增材制造件材料參數(shù),并根據(jù)模型特點選擇相應的邊界條件;在有限元基本原理的基礎上,利用ABAQUS仿真軟件,進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力應變分析,為再制造渦輪盤低周疲勞壽命預測提供依據(jù)。最后,根據(jù)有限元仿真結果確定再制造渦輪盤服役條件下的局部應力應變,利用局部應力應變法中的Morrow修正公式,考慮危險點數(shù)目以及再制造工藝對低周疲勞壽命影響,進行了再制造渦輪盤低周疲勞壽命預測。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V263

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 秦偉;陳曦;;十大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)期待突破——新出爐《中國制造2025》重點領域技術路線圖詳解[J];裝備制造;2015年11期

2 卞宏友;趙翔鵬;楊光;欽蘭云;王維;任宇航;;熱處理對激光沉積修復GH4169合金殘余應力和拉伸性能的影響[J];中國激光;2015年10期

3 朱學耕;董世運;徐濱士;;葉片的無損檢測及其再制造質(zhì)量評價技術現(xiàn)狀[J];航空制造技術;2015年12期

4 張少平;隋尚;明憲良;陳靜;;激光修復GH4169高溫合金的組織與力學性能[J];應用激光;2015年03期

5 徐濱士;;艦船裝備再制造防腐蝕技術研究及應用[J];中國材料進展;2014年07期

6 劉業(yè)勝;韓品連;胡壽豐;柴象海;曹源;;金屬材料激光增材制造技術及在航空發(fā)動機上的應用[J];航空制造技術;2014年10期

7 向巧;;軍用航空發(fā)動機再制造工程管理的認識與實踐[J];中國工程科學;2013年11期

8 徐濱士;董世運;史佩京;;中國特色的再制造零件質(zhì)量保證技術體系現(xiàn)狀及展望[J];機械工程學報;2013年20期

9 李源;韓旭;劉杰;姜潮;;一種基于耗散能計算的高周疲勞參數(shù)預測方法[J];力學學報;2013年03期

10 朱江江;楊自春;;艦船燃氣渦輪葉片三維熱流固耦合應力應變分析及壽命預測[J];中國艦船研究;2010年05期

相關博士學位論文 前1條

1 舒林森;離心壓縮機再制造葉輪服役壽命預測模型及數(shù)值仿真研究[D];重慶大學;2013年

相關碩士學位論文 前5條

1 相行;激光立體成形Inconel718高溫金相以及剪切變形熱傳導研究[D];燕山大學;2017年

2 李浩;離心壓縮機再制造閉式葉輪強度分析及壽命預估[D];重慶大學;2015年

3 蔡軍;基于FGH95鎳基高溫合金粉末的激光修復基礎工藝研究[D];南京航空航天大學;2010年

4 付娜;某航空發(fā)動機渦輪盤和葉片的強度分析與壽命計算[D];西北工業(yè)大學;2006年

5 趙霞;某渦漿發(fā)動機渦輪轉(zhuǎn)子強度與壽命計算[D];南京航空航天大學;2005年

，

本文編號：2673778