某镍基粉末合金高温疲劳裂纹扩展行为与模型研究

针对涡轮盘用某镍基粉末高温合金材料,开展了高温疲劳裂纹扩展试验,分析了环境温度、载荷比、紧凑拉伸(CT)试件厚度等因素对于疲劳裂纹扩展行为的影响规律,建立和评估了考虑影响因素的裂纹扩展速率模型。结果表明:随着温度的升高和载荷比的增大,疲劳裂纹扩展速率会显著增大,而CT试件厚度对于扩展速率的影响较小;通过观测断口截面发现,在500~700℃内,疲劳裂纹的扩展机制与温度之间没有显著关联,而在700℃下,高载荷比的条件使得裂纹扩展断面更为粗糙;提出了一种温度相关的疲劳裂纹扩展速率模型,可较好地描述不同温度下的疲劳裂纹扩展曲线;对比了Walker模型和Newman裂纹闭合模型的应用效果,发现Walker模型在描述不同载荷比下的裂纹扩展速率方面更为优秀。

基于泊松分布的轮盘多危险部位定寿方法

在航空发动机轮盘低循环疲劳寿命评估试验中,针对基于中位、最小和最大寿命的寿命分散系数存在预估可靠寿命偏低的问题,根据失效部位出现次数服从泊松分布的假设和次序统计量理论,推导了1种新轮盘寿命散度计算公式,并提出1种轮盘安全寿命的估计方法。通过数值算例对比了该方法与基于中位、最小和最大寿命、单侧容限系数法、新单侧容限系数法在预测安全寿命精度上的差异。结果表明:新方法相对于其它方法能够给出更接近真实安全寿命的估计值。