針對航空發(fā)動機動力渦輪葉片斷裂轉(zhuǎn)速計算方法問題,選取典型發(fā)動機渦輪葉片材料K438和K424,進行了光滑圓棒試樣與缺口試樣的準靜態(tài)拉伸試驗,并使用掃描電子顯微鏡對試樣斷口進行觀察,分析了材料的失效形式。針對K424材料,基于光滑試樣拉伸響應曲線擬合材料的本構(gòu)模型,基于缺口試樣拉伸響應曲線進行優(yōu)化,并使用大變形有限元分析方法預測了K424缺口試樣的拉伸響應曲線。結(jié)果顯示優(yōu)化后的本構(gòu)模型可以較準確地預測缺口試樣的拉伸響應曲線。進一步建立了基于塑性應變的連續(xù)損傷力學模型,確定了相應的模型參數(shù),并使用連續(xù)損傷模型預測了缺口試樣的拉伸響應曲線。結(jié)果顯示連續(xù)損傷力學模型可以較準確地預測缺口試樣的斷裂應變。設計了葉片模擬件,并進行了拉伸試驗,獲得了葉片模擬件的拉伸極限載荷。使用傳統(tǒng)大變形有限元分析方法和基于連續(xù)損傷力學模型的大變形有限元計算方法,分別對葉片模擬件進行有限元預測。結(jié)果顯示傳統(tǒng)大變形有限元方法和連續(xù)損傷力學模型均可以較好地預測葉片拉伸模擬件的極限拉伸強度,而連續(xù)損傷力學模型可以進一步估計葉片拉伸模擬件的斷裂失效模式。 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 航空發(fā)動機葉片斷裂轉(zhuǎn)速國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 韌性斷裂國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 金屬材料的彈塑性理論
    1.5 本文主要研究工作
第二章 渦輪葉片材料拉伸失效行為研究
    2.1 引言
    2.2 K438室溫拉伸試驗
        2.2.1 試驗方案
        2.2.2 K438室溫拉伸試驗結(jié)果
        2.2.3 K438試樣斷口分析
        2.2.4 試驗結(jié)果分析
    2.3 K424室溫拉伸試驗
        2.3.1 試驗方案
        2.3.2 K424室溫拉伸試驗結(jié)果
        2.3.3 K424試樣斷口分析
        2.3.4 試驗結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 K424缺口拉伸響應預測及分析
    3.1 引言
    3.2 傳統(tǒng)大變形有限元分析
        3.2.1 K424本構(gòu)模型
        3.2.2 K424缺口拉伸響應預測
        3.2.3 預測結(jié)果誤差統(tǒng)計
    3.3 基于連續(xù)損傷力學的大變形有限元分析
        3.3.1 K424的連續(xù)損傷力學模型
        3.3.2 基于連續(xù)損傷模型的K424缺口拉伸響應預測
        3.3.3 預測結(jié)果誤差統(tǒng)計
    3.4 本章小結(jié)
第四章 葉片模擬件拉伸試驗與預測分析
    4.1 引言
    4.2 葉片模擬件拉伸試驗
    4.3 葉片模擬件拉伸有限元預測及分析
        4.3.1 傳統(tǒng)大變形有限元分析
        4.3.2 基于連續(xù)損傷力學的大變形有限元分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文主要工作和總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：2923481