近年來(lái),高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)向著高推重比、低能耗方向不斷發(fā)展,作為核心機(jī)之一的壓氣機(jī)需要通過(guò)大幅提高單級(jí)增壓比、降低零部件重量等舉措以滿足其使用性能,致使對(duì)壓氣機(jī)葉片的材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和制造工藝等方面提出更高的標(biāo)準(zhǔn)。TiAl合金憑借低密度、高比強(qiáng)度和優(yōu)異的高溫性能等優(yōu)點(diǎn),在航空工業(yè)領(lǐng)域表現(xiàn)出勢(shì)不可擋的發(fā)展?jié)摿�。目�?大部分TiAl合金由于室溫脆性差仍需要在高溫條件下鍛造成形,但是其熱加工性能（變形溫度高、流動(dòng)應(yīng)力大）和抗微動(dòng)損傷性能較差等問(wèn)題在一定程度上阻礙了TiAl合金在壓氣機(jī)葉片上的應(yīng)用進(jìn)程。有研究表明,置氫處理工藝可以改善TiAl合金熱變形能力,但是由于該方法在國(guó)內(nèi)起步較晚,發(fā)展尚未成熟,通過(guò)該方法改善葉片成形特性的研究較少。因此,本文基于氫致TiAl合金增塑行為,對(duì)TiAl合金葉片進(jìn)行置氫處理,以改善其熱機(jī)械加工成形性能,實(shí)現(xiàn)氫對(duì)TiAl合金塑性變形過(guò)程中變形溫度和應(yīng)變速率的精確調(diào)控;并在此基礎(chǔ)上,對(duì)航發(fā)壓氣機(jī)TiAl合金葉片進(jìn)行微動(dòng)摩擦學(xué)特性研究及有限元仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),為TiAl合金材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。首先采用置氫處理工藝（固態(tài)置氫法）對(duì)壓氣機(jī)葉片材料Ti-4... 

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 TiAl合金研究概況
        1.2.1 TiAl合金的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 TiAl合金的晶體結(jié)構(gòu)及組織控制
    1.3 氫致TiAl合金增塑行為研究現(xiàn)狀
        1.3.1 置氫處理工藝
        1.3.2 置氫對(duì)TiAl合金高溫塑性變形能力的影響
        1.3.3 置氫對(duì)TiAl合金微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
    1.4 微動(dòng)摩擦學(xué)特性研究
        1.4.1 微動(dòng)摩擦學(xué)概述
        1.4.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片材料的微動(dòng)磨損行為研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
第二章 航發(fā)壓氣機(jī)葉片用置氫TiAl合金室溫組織性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 固態(tài)置氫處理
        2.2.3 微觀組織分析
        2.2.4 室溫顯微硬度測(cè)試
    2.3 氫對(duì)合金室溫組織的影響
    2.4 氫對(duì)合金顯微硬度的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 航發(fā)壓氣機(jī)葉片用置氫Ti-45Al-9Nb合金高溫變形行為及組織演變規(guī)律
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)過(guò)程
    3.3 置氫Ti-45Al-9Nb合金高溫變形力學(xué)行為
        3.3.1 Ti-45Al-9Nb合金真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征分析
        3.3.2 應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響
        3.3.3 變形溫度對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響
    3.4 Ti-45Al-9Nb合金高溫變形本構(gòu)方程
    3.5 置氫Ti-45Al-9Nb合金高溫變形組織演變規(guī)律
        3.5.1 氫對(duì)組織演變規(guī)律的影響
        3.5.2 應(yīng)變速率對(duì)組織演變規(guī)律的影響
        3.5.3 變形溫度對(duì)組織演變規(guī)律的影響
    3.6 置氫TiAl合金裂紋擴(kuò)展機(jī)制研究
    3.7 本章小結(jié)
第四章 航發(fā)壓氣機(jī)葉片微動(dòng)摩擦學(xué)特性
    4.1 引言
    4.2 微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)
    4.3 未置氫與置氫Ti-45Al-9Nb合金切向微動(dòng)磨損的運(yùn)行行為
        4.3.1 摩擦力-位移幅值曲線
        4.3.2 運(yùn)行工況微動(dòng)圖
        4.3.3 微動(dòng)摩擦系數(shù)
    4.4 切向微動(dòng)磨損表面形貌
        4.4.1 磨痕深度
        4.4.2 未置氫與置氫Ti-45Al-9Nb合金微動(dòng)表面磨損形貌
    4.5 本章小結(jié)
第五章 航發(fā)壓氣機(jī)葉片有限元仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 流固耦合仿真分析原理
        5.2.1 流體控制方程
        5.2.2 固體控制方程
        5.2.3 流固耦合控制方程
        5.2.4 湍流模型
    5.3 壓氣機(jī)葉片三維幾何模型
        5.3.1 壓氣機(jī)葉片及輪盤固體域建模
        5.3.2 壓氣機(jī)葉片外流體域幾何建模
    5.4 流固耦合計(jì)算平臺(tái)搭建
    5.5 流固耦合仿真分析
        5.5.1 氣動(dòng)流場(chǎng)仿真分析
        5.5.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
    5.6 流固耦合計(jì)算結(jié)果及分析
        5.6.1 葉片等效應(yīng)力和變形位移結(jié)果分析
        5.6.2 葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)果分析
    5.7 葉片模態(tài)分析
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片流固耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 王丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3716825