本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)幾何突變對(duì)單晶合金疲勞行為影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎳基單晶合金渦輪葉片的葉冠、緣板等幾何突變部位是故障高發(fā)區(qū),目前針對(duì)幾何突變結(jié)構(gòu)的研究,一般基于宏觀力學(xué)特征,很少考慮幾何突變構(gòu)件的特殊性,沒有注意到微觀組織在這些幾何突變部位發(fā)生變化,導(dǎo)致實(shí)際工況與預(yù)測(cè)結(jié)果存在明顯差距。結(jié)構(gòu)幾何突變對(duì)鎳基單晶合金力學(xué)行為和疲勞性能的影響,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)、單晶合金微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;(2)、鎳基單晶合金幾何突變區(qū)域在工作狀態(tài)下存在應(yīng)力梯度。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,本文主要開展以下幾個(gè)方面的研究工作:1.在現(xiàn)有鎳基單晶合金宏觀唯象模型基礎(chǔ)上,參考拉壓非對(duì)稱正交各向異性屈服準(zhǔn)則,構(gòu)建了考慮正應(yīng)力與剪應(yīng)力耦合作用、拉壓非對(duì)稱性的鎳基單晶屈服準(zhǔn)則�？紤]幾何突變區(qū)域存在雜晶的情況,構(gòu)建了含雜晶的鎳基單晶合金有限元模型,并在此基礎(chǔ)上研究了雜晶對(duì)鎳基單晶合金力學(xué)行為的影響。2.構(gòu)建了考慮非對(duì)稱載荷因子1k和取向因子1f的單晶合金低周疲勞模型,并基于鎳基單晶合金等效應(yīng)變,構(gòu)建單晶合金低周疲勞模型。通過DD3試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的可行性。3.在以上工作基礎(chǔ)上,采用局部應(yīng)力應(yīng)變法、應(yīng)變梯度法、臨界距離法,構(gòu)建鎳基單晶缺口件低周疲勞模型,并完成了DD3單晶合金缺口件低周疲勞試驗(yàn),對(duì)本文所構(gòu)建的鎳基單晶合金缺口件低周疲勞模型進(jìn)行了初步驗(yàn)證。4.對(duì)鎳基單晶合金疲勞斷口特征進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：幾何突變 鎳基單晶合金 雜晶 屈服準(zhǔn)則 力學(xué)行為 低周疲勞模型
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.15
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 工程背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 鎳基單晶合金材料本構(gòu)模型13-15
• 1.2.2 幾何突變區(qū)域的微觀組織研究15-17
• 1.2.3 鎳基單晶合金低周疲勞研究進(jìn)展17-18
• 1.3 本文工作的主要內(nèi)容和目標(biāo)18-20
• 第二章 鎳基單晶合金屈服準(zhǔn)則研究20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 考慮內(nèi)力耦合作用及拉壓非對(duì)稱性的鎳基單晶屈服準(zhǔn)則20-28
• 2.2.1 Cazacu正交各向異性屈服準(zhǔn)則20-21
• 2.2.2 Cazacu正交各向異性屈服準(zhǔn)則缺陷的一個(gè)例證21-22
• 2.2.3 改進(jìn)的正交各向異性屈服準(zhǔn)則22-24
• 2.2.4 改進(jìn)的鎳基單晶合金屈服準(zhǔn)則24-28
• 2.3 鎳基單晶合金彈塑性本構(gòu)模型28-29
• 2.4 單晶合金宏觀唯象模型優(yōu)劣分析29
• 2.5 不同取向單晶拉伸性能的數(shù)值模擬29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 雜晶對(duì)單晶合金力學(xué)行為影響研究31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 含雜晶的單晶合金建模思想31-33
• 3.2.1 含雜晶的單晶合金建模的出發(fā)點(diǎn)31-32
• 3.2.2 雙晶體有限元模型32-33
• 3.3 晶界角度(α)對(duì)于含雜晶的單晶合金性能影響分析33-36
• 3.3.1 有限元模型33
• 3.3.2 雙晶平板模型轉(zhuǎn)角γ 的變化規(guī)律33-34
• 3.3.3 雙晶平板模型危險(xiǎn)點(diǎn)等效應(yīng)力的變化規(guī)律34-36
• 3.4 亞晶界面與原始晶粒方向的角度(β)對(duì)于含雜晶的單晶合金性能影響分析36-37
• 3.4.1 有限元模型36
• 3.4.2 β 對(duì)含雜晶的單晶彎曲變形的影響36
• 3.4.3 β 對(duì)含雜晶的單晶力學(xué)性能的影響36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 鎳基單晶高溫合金低周疲勞模型研究38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 DD3 單晶合金光滑試樣低周疲勞試驗(yàn)38-42
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備及毛坯制備38-39
• 4.2.2 夾具及試驗(yàn)件設(shè)計(jì)39-40
• 4.2.3 DD3 單晶合金低周疲勞的補(bǔ)充試驗(yàn)40-41
• 4.2.4 文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析41-42
• 4.3 鎳基單晶合金低周疲勞模型42-47
• 4.3.1 現(xiàn)有單晶合金低周疲勞模型存在的問題42
• 4.3.2 考慮非對(duì)稱載荷及取向的單晶合金材料低周疲勞模型42-45
• 4.3.3 基于等效應(yīng)變的鎳基單晶合金低周疲勞模型45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 鎳基單晶高溫合金缺口件低周疲勞壽命研究48-60
• 5.1 引言48
• 5.2 DD3 單晶合金缺口試件低周疲勞試驗(yàn)48-52
• 5.2.1 DD3 單晶合金缺口試驗(yàn)件設(shè)計(jì)及檢測(cè)48-49
• 5.2.2 DD3 單晶合金缺口件低周疲勞試驗(yàn)及結(jié)果49-51
• 5.2.3 DD3 單晶合金缺口件計(jì)算模型51-52
• 5.3 鎳基單晶合金缺口件低周疲勞模型52-59
• 5.3.1 基于局部應(yīng)力應(yīng)變法的鎳基單晶合金缺口件低周疲勞模型52-53
• 5.3.2 考慮應(yīng)變梯度影響的鎳基單晶合金缺口件低周疲勞模型53-58
• 5.3.3 基于臨界距離理論的鎳基單晶合金缺口件低周疲勞模型58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 DD3 單晶合金缺口試驗(yàn)件疲勞斷口形貌分析60-68
• 6.1 引言60
• 6.2 DD3 單晶合金疲勞斷口試樣選取60-61
• 6.3 DD3 單晶合金疲勞斷口宏觀形貌61
• 6.4 DD3 單晶合金疲勞斷口微觀形貌特征61-66
• 6.4.1 單側(cè)疲勞源區(qū)的DD3 單晶合金疲勞斷口微觀形貌特征61-64
• 6.4.2 兩側(cè)缺口出現(xiàn)萌生裂紋的DD3 單晶合金疲勞斷口微觀形貌特征64-66
• 6.5 DD3 單晶合金疲勞斷口微觀形貌分析66-67
• 6.5.1 兩側(cè)均有疲勞源區(qū)產(chǎn)生的原因66
• 6.5.2 缺陷對(duì)DD3 單晶合金疲勞壽命的影響66-67
• 6.6 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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