隨著我國航空工業(yè)的飛速發(fā)展,對航空發(fā)動機的工作效率和可靠性需求愈發(fā)提高。樅樹型榫連結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中渦輪葉片與渦輪盤連接的一種重要連接形式,在實際運行過程中時常承受高溫、高壓及復(fù)雜載荷的循環(huán)作用,一旦發(fā)生破壞性的機械故障,將導(dǎo)致極其嚴(yán)重的后果。因此,著重對葉盤榫連結(jié)構(gòu)進行疲勞壽命預(yù)測和可靠性分析具有尤為重要的工程價值。本文以某型號航空發(fā)動機中的葉盤榫連結(jié)構(gòu)為研究對象,開展了如下研究:（1）基于FS損傷參量的多軸疲勞臨界面-損傷參量。采用FS模型對輪盤合金GH4169進行多軸疲勞分析時,預(yù)測效果偏保守,針對此,基于FS損傷參量提出了一個新的多軸疲勞臨界面-損傷參量。結(jié)合有限元仿真,對某高壓渦輪盤進行了疲勞壽命預(yù)測,與傳統(tǒng)多軸疲勞模型的預(yù)測結(jié)果進行對比與分析,改進模型的壽命預(yù)測精度更高,可為后續(xù)模型研究提供參考。（2）考慮虛剪應(yīng)變能的多軸疲勞壽命預(yù)測。通過分析現(xiàn)有多軸疲勞壽命預(yù)測模型,探討了虛剪應(yīng)變能與疲勞壽命之間的關(guān)系,并基于此,構(gòu)造了一個結(jié)合應(yīng)變能和臨界面法且無附加材料常數(shù)的多軸疲勞壽命預(yù)測模型。結(jié)合不同加載路徑下GH4169和TC4試驗數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,相比現(xiàn)有的模型,新... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

試驗法示例

3圖 1-2 有限元仿真法示例[6]期進行多軸疲勞問題研究的時候，單軸疲勞壽命預(yù)測模型曾被加載下構(gòu)件的疲勞壽命。但是由于單軸疲勞壽命預(yù)測模型較為力準(zhǔn)則、最大正應(yīng)變準(zhǔn)則和 vonMises 準(zhǔn)則等，在實際應(yīng)用時具實際工程部件幾何形狀比較復(fù)雜，又時常承受各種復(fù)雜載荷的軸疲勞壽命預(yù)測模型得出的預(yù)測誤差較大，且往往偏于危險，這設(shè)計及維修造成誤導(dǎo)，從而導(dǎo)致較為嚴(yán)重的后果。多軸疲勞失效的早期研究中，Gough 等[7]將不同材料在不同比例

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文典型循環(huán)載荷，即“起動-最大-起動”、“慢車-最大-慢車”和“巡航-最大-巡航”。表 5-3 渦輪盤使用 750h 的循環(huán)次數(shù)及轉(zhuǎn)速工況類型 渦輪盤轉(zhuǎn)速（r/s） 循環(huán)次數(shù) 起動-最大-起動 0-294-0 1280慢車-最大-慢車 154-294-154 1845巡航-最大-巡航 274-294-274 23300根據(jù) 2.4.2 小節(jié)中的仿真結(jié)果，在同一循環(huán)轉(zhuǎn)速加載下，榫槽底部的榫齒處應(yīng)力和應(yīng)變比渦輪葉片榫頭部分的大。故本節(jié)主要以葉盤榫連結(jié)構(gòu)中渦輪盤的榫槽部分作為研究重點，并將榫槽的第一個榫齒處作為危險區(qū)域進行后續(xù)的分析。渦輪盤的榫槽區(qū)域在三種典型循環(huán)轉(zhuǎn)速加載下的仿真結(jié)果如圖 5-4 至圖 5-6 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于臨界面-損傷參量法的高壓渦輪盤多軸疲勞壽命預(yù)測[J]. 徐燊,朱順鵬,郝永振,廖鼎.  航空學(xué)報. 2018(09)
[2]航空發(fā)動機葉片關(guān)鍵制造技術(shù)研究進展[J]. 劉維偉.  航空制造技術(shù). 2016(21)
[3]航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性模型[J]. 洪杰,張姿,徐筱李,馬艷紅.  航空動力學(xué)報. 2016(08)
[4]單晶高溫疲勞損傷參量的選取與壽命建模[J]. 荊甫雷,王榮橋,胡殿印,蔣康河.  航空學(xué)報. 2016(09)
[5]考慮沖擊缺陷的鈦合金板的疲勞壽命預(yù)估[J]. 詹志新,佟陽,李彬愷,胡偉平,孟慶春.  航空學(xué)報. 2016(07)
[6]壓氣機盤片榫連結(jié)構(gòu)接觸特性分析[J]. 馬輝,王迪,能海強,太興宇.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(01)
[7]基于臨界平面的鎳基單晶高溫合金疲勞壽命預(yù)測模型[J]. 王榮橋,荊甫雷,胡殿印.  航空動力學(xué)報. 2013(11)
[8]基于強度變化特性的隨機譜載荷下疲勞壽命預(yù)估模型[J]. 鄭松林,蔣燕娜,馮金芝.  汽車工程. 2013(01)
[9]基于最大切應(yīng)變幅和修正SWT參數(shù)的多軸疲勞壽命預(yù)測模型[J]. 吳志榮,胡緒騰,宋迎東.  機械工程學(xué)報. 2013(02)
[10]多軸載荷下缺口試件疲勞壽命預(yù)測研究[J]. 李靜,孫強,李春旺,張忠平,喬艷江.  固體力學(xué)學(xué)報. 2011(01)

博士論文
[1]鈦合金多軸疲勞壽命預(yù)測方法研究[D]. 吳志榮.南京航空航天大學(xué) 2014
[2]高溫復(fù)雜結(jié)構(gòu)的混合概率故障物理建模與疲勞壽命預(yù)測[D]. 朱順鵬.電子科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]樅樹型榫連結(jié)構(gòu)接觸應(yīng)力分析及壽命預(yù)測[D]. 喻正勇.電子科技大學(xué) 2018
[2]發(fā)動機渦輪盤的概率蠕變—疲勞壽命預(yù)測[D]. 雷強.電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3306656