航空發(fā)動機熱端部件處于熱載荷與機械載荷的工作環(huán)境中,其熱機械疲勞嚴重影響飛機的安全。因此對熱機械疲勞問題的研究具有重要的理論意義和實用價值。本文通過建立等溫與變溫條件下的Chaboche粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)模型,預測鎳基高溫合金IN718循環(huán)應力-應變關(guān)系;并通過改進三參數(shù)冪函數(shù)能量法,建立熱機械疲勞壽命預測模型。本文主要研究成果如下:（1）建立等溫與變溫條件下Chaboche模型。根據(jù)逐級法確定模型在各等溫溫度下模型初始參數(shù)并利用遺傳算法優(yōu)化,而后將模型參數(shù)擬合成溫度相關(guān)函數(shù)應用于變溫Chaboche模型中�；谒⒈緲�(gòu)模型進行等溫與變溫條件下有限元模擬。（2）開展溫度、應變幅、加載速率、非對稱加載對IN718合金等溫循環(huán)應力-應變關(guān)系影響研究。研究表明:在拉-壓對稱加載時,IN718合金遲滯回線關(guān)于原點對稱,并且表現(xiàn)為先循環(huán)軟化而后穩(wěn)定的響應特征;隨著溫度的增加,IN718合金抵抗變形的能力下降,并且應變水平越高,變形所消耗能量越多,而加載速率的增加使得循環(huán)應力范圍增加;非對稱加載時,IN718合金遲滯回線不再關(guān)于原點對稱,應變水平高的半周循環(huán)軟化程度較大。（3）開展IN718合金在變... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鎳基高溫合金研究現(xiàn)狀
    1.3 熱機械疲勞研究現(xiàn)狀
        1.3.1 熱機械疲勞循環(huán)應力-應變響應
        1.3.2 熱機械疲勞壽命
    1.4 粘塑性本構(gòu)關(guān)系
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 鎳基高溫合金等溫循環(huán)應力應變響應
    2.1 引言
    2.2 等溫條件Chaboche粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)模型
        2.2.1 基本方程
        2.2.2 計算方法
    2.3 參數(shù)獲取
        2.3.1 初始參數(shù)
        2.3.2 遺傳算法優(yōu)化
        2.3.3 模型參數(shù)結(jié)果與檢驗
    2.4 等溫循環(huán)應力應變關(guān)系
        2.4.1 溫度影響
        2.4.2 應變幅影響
        2.4.3 加載速率影響
        2.4.4 非對稱加載影響
    2.5 等溫有限元模擬
    2.6 本章小結(jié)
第三章 鎳基高溫合金變溫循環(huán)應力應變響應
    3.1 引言
    3.2 變溫條件Chaboche粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)模型
        3.2.1 基本方程
        3.2.2 溫度相關(guān)Chaboche粘塑性本構(gòu)模型參數(shù)
    3.3 變溫循環(huán)應力應變響應行為
        3.3.1 變溫循環(huán)應力應變關(guān)系
        3.3.2 加載速率影響
    3.4 變溫有限元模擬
    3.5 本章小結(jié)
第四章 熱機械疲勞壽命預測
    4.1 引言
    4.2 常用熱機械疲勞壽命預測模型
        4.2.1 基于累積損傷方法的熱機械疲勞壽命預測方法
        4.2.2 基于能量方法的熱機械疲勞壽命預測方法
        4.2.3 常用熱機械疲勞壽命預測模型分析
    4.3 基于三參數(shù)冪函數(shù)能量法預測熱機械疲勞壽命
        4.3.1 三參數(shù)冪函數(shù)能量法
        4.3.2 三參數(shù)冪函數(shù)能量法的改進
    4.4 改進的三參數(shù)冪函數(shù)能量法的推廣應用
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文研究工作
    5.2 工作展望
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


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Z-A模型的GH4169高溫合金動態(tài)本構(gòu)關(guān)系[J]. 鄒品,趙振華,閆歡松,孔祖開,劉璐璐,關(guān)玉璞,陳偉.  機械工程材料. 2018(08)
[2]GH4169合金蠕變疲勞行為的有限元模擬及壽命預測[J]. 姚萍,王潤梓,郭素娟,張顯程.  航空學報. 2018(12)
[3]不同疲勞熱環(huán)境下GH4169高溫合金形變行為研究[J]. 琚子來,黃曼曼.  鑄造技術(shù). 2017(06)
[4]GH4169鎳基高溫合金的高溫低周疲勞性能[J]. 姚亮亮,張顯程,劉峰,涂善東,馬聰.  機械工程材料. 2016(04)
[5]基于損傷力學的GH4169合金低循環(huán)裂紋萌生壽命預測[J]. 初金陽,胡殿印,毛建興,王榮橋,申秀麗.  航空發(fā)動機. 2016(02)
[6]長期時效對GH4169合金組織演化及低周疲勞行為的影響[J]. 安金嵐,王磊,劉楊,胥國華,趙光普.  金屬學報. 2015(07)
[7]應用ANSYS淺析復雜應力狀態(tài)下20g材料試樣熱機械疲勞總壽命[J]. 劉征,陳雪松,唐文慶.  科技創(chuàng)新導報. 2012(13)
[8]金屬材料本構(gòu)模型的研究進展[J]. 彭鴻博,張宏建.  機械工程材料. 2012(03)
[9]固溶處理GH4169合金的高溫變形行為[J]. 李晨,李淼泉,王柯.  航空學報. 2010(02)
[10]GH4169合金的組織分布與高溫性能關(guān)系的研究[J]. 董健,吳貴林,王海江,蔡清,劉鳳芳.  甘肅冶金. 2010(01)

博士論文
[1]MCrAlY涂覆的鎳基高溫合金及其基體合金的等溫和熱機械疲勞行為[D]. 黃志偉.大連理工大學 2008

碩士論文
[1]鎳基高溫合金的熱機械疲勞行為及壽命預測方法研究[D]. 賈鵬超.南京航空航天大學 2016



本文編號：3658878