航空發(fā)動機機匣包容性是保障發(fā)動機安全、可靠工作的必要要求。渦軸發(fā)動機渦輪葉片斷裂飛脫撞擊渦輪機匣過程中,渦輪機匣將受到動態(tài)沖擊載荷,因此開展高溫情況下機匣材料的動態(tài)力學性能和本構模型研究十分關鍵。航空發(fā)動機中的渦輪機匣的典型材料為GH4169高溫合金,本文以GH4169作為對象,通過開展單、雙層GH4169靶板在常溫與高溫下抗沖擊能力的研究對研究渦輪機匣包容性具有重要的參考價值。本文結合試驗、理論分析與數(shù)值仿真完成了以下工作:(1)進行了GH4169材料準靜態(tài)和動態(tài)力學性能研究,并擬合了GH4169高溫合金動態(tài)本構模型。通過采用MTS復合加載疲勞試驗機,開展了GH4169的準靜態(tài)拉伸試驗;通過GH4169的光滑試件準靜態(tài)拉伸試驗,獲得了GH4169的彈性模量與失效應變,通過GH4169缺口試件準靜態(tài)拉伸試驗,獲得了GH4169的應力三軸度與失效應變。以分離式霍布金森試驗裝置為研究平臺,開展了GH4169在溫度為20⁵00℃和應變速率300⁴000/s范圍內的動態(tài)力學性能試驗,獲得了GH4169在不同溫度和不同應變率下的應力應變曲線,試驗結果表...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 GH4169高溫合金力學性能和動態(tài)本構模型的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 打靶試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.3 葉片包容性研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
第二章 GH4169高溫合金力學性能試驗
    2.1 引言
    2.2 GH4169準靜態(tài)力學性能試驗
        2.2.1 GH4169光滑試件準靜態(tài)拉伸試驗
        2.2.2 缺口試件準靜態(tài)拉伸試驗
    2.3 GH4169動態(tài)力學性能試驗
        2.3.1 霍普金森(Hopkinson)桿測試技術
        2.3.2 GH4169動態(tài)壓縮試驗
        2.3.3 GH4169高溫合金動態(tài)拉伸試驗
        2.3.4 小結
第三章 GH4169動態(tài)本構模型研究
    3.1 本構模型概述
    3.2 Zerrili-Armstrong動態(tài)本構模型參數(shù)擬合
        3.2.1 Z-A模型
        3.2.2 Z-A模型參數(shù)擬合
        3.2.3 Z-A動態(tài)本構模型驗證
    3.3 Johnson-Cook動態(tài)本構模型與失效模型參數(shù)擬合
        3.3.1 J-C材料模型
        3.3.2 J-C本構模型參數(shù)擬合
        3.3.3 J-C失效模型
        3.3.4 J-C本構模型驗證
    3.4 結論
第四章 GH4169合金高溫高速沖擊試驗
    4.1 引言
    4.2 實驗設備及試驗材料
        4.2.1 試驗件設計
        4.2.2 實驗設備及原理
    4.3 單層打靶實驗結果及分析
        4.3.1 單層打靶試驗彈道極限與葉片損失動能分析
        4.3.2 單層打靶試驗損傷形貌分析
        4.3.3 單層打靶試驗高速攝影分析
    4.4 雙層打靶試驗結果及分析
        4.4.1 雙層打靶試驗靶板損傷形貌分析
        4.4.2 雙層打靶試驗高速攝影分析
        4.4.3 雙層打靶試驗變形分析
    4.5 結論
第五章 高溫高速沖擊試驗數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 有限元模型
        5.2.1 有限元模型網(wǎng)格
        5.2.2 材料模型
        5.2.3 溫度施加
        5.2.4 接觸設置與邊界條件
    5.3 單層靶板數(shù)值仿真結果分析
        5.3.1 單層靶板高速沖擊試驗彈道極限分析
        5.3.2 單層靶板高速沖擊損傷形貌對比
    5.4 雙層靶板數(shù)值仿真結果分析
        5.4.1 雙層靶板高速沖擊損傷形貌對比
        5.4.2 間距對雙層靶板高速沖擊性能的影響
    5.5 溫度對高速沖擊數(shù)值仿真影響性分析
        5.5.1 溫度對單層靶板高速沖擊數(shù)值仿真影響性分析
        5.5.2 溫度對雙層靶板高速沖擊數(shù)值仿真影響性分析
    5.6 小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文



本文編號：3915870