航空齿轮传动系统的“风阻”问题

本文旨在综合与分析国内外有关机种的结构方案 ,为设计时如何提出抑制和利用“风阻”的技术措施 ,开拓思路 ,明确方向。

钛合金平板电子束焊接残余应力数值分析

本文建立了钛合金平板移动电子束热源的焊接温度场和应力场的数值分析模型 ,针对 6mm厚的TC1 1钛合金平板试件 ,计算分析 3种不同工艺参数的电子束焊接温度场及残余应力分布规律 ,结果表明对于平板电子束焊接接头 ,在焊缝及近缝区的很窄的区域内 ,存在数值接近材料屈服极限的纵向残余应力 ,焊接工艺不同将会影响残余应力的数值 ,采用正面焊透加背面修饰的焊接工艺可在一定程度上降低纵向残余应力的数值。

钛合金大厚度试件电子束焊接残余应力有限元分析

基于热弹塑性有限元理论,建立了钛合金大厚度试件电子束移动热源的焊接残余应力三维数值分析模型,分析研究了厚度为75 mm的TC4电子束焊接试件残余应力分布规律。计算结果表明,大厚度电子束焊接试件在焊缝及其附近宽度约40 mm的范围内存在极其复杂残余应力,试件表面的焊缝及其附近20 mm左右的区域存在着对结构强度有利的横向残余压应力,但试件内部残余应力水平要高于表面的残余应力,尤其是在距起始和收尾端10mm及约1/4厚度处的区域,存在着三向的残余拉应力,且数值较高,对钛合金平板电子束焊接接头力学性能将具有重要影响,应引起足够的重视。钛合金平板电子束焊接残余应力的计算结果与实测结果基本一致。

钛合金电子束焊接应力分析的有限元模型

建立了两种钛合金平板电子束焊接应力场的数值分析模型 ,针对 4mm厚的TC1 1钛合金平板试件 ,计算分析不同计算模型对电子束焊接残余应力的影响。结果表明厚度为 4mm的平板电子束焊接接头 ,在焊缝及其近缝区很窄的区域内 ,存在着数值接近材料屈服极限的纵向残余拉应力 ,而表面横向残余应力则为压应力 ,且残余应力在厚度上也呈不均匀分布 。

Ti合金电子束焊接三维温度场计算

提出了一种可考虑电子束焊接锁孔效应的三维温度场计算方法．在大量计算的基础上，讨论了Ｔｉ合金各计算参数的选取对电子束焊接温度场的影响，给出计算参数的选取原则和方法．计算结果表明，电子束焊接三维温度场解析计算方法不仅可准确预测焊缝的形状，并且还可对整个三维温度场计算分析，具有重要的工程应用价值．

压气机叶片的振动疲劳特性

首次报道了关于采用１１ＣｒＮｉ２ＭｏＶＡ材料制造的某型航空发动机压气机第３级叶片振动疲劳特性的研究。结果发现：（１）叶片振动疲劳破坏模式随使用寿命增加而变化。新叶片的破坏位置在叶背最大应力点附近处，而随着使用寿命的增加，叶片破坏位置转向进排气边缘。（２）叶片振动疲劳强度随使用寿命增加而逐渐下降。采用升降法对新叶片、２００小时、４００小时叶片的实验结果证实了这一点。（３）采用现行方法对叶片的维修有利于叶片疲劳强度的恢复。对使用寿命为４００小时的未维修叶片和已完成维修叶片的对比实验表明，维修可使叶片疲劳强度提高，但叶片破坏位置仍在叶片的进排气边缘。

压气机叶片受外物损伤的剩余振动疲劳寿命

采用电磁涡流激振的振动疲劳试验，对ＴＣ４材料制成的平板叶片受外物损伤后的剩余振动疲劳寿命进行了研究。结果表明，叶片的外物损伤程度取决于撞击能量Ｅ和几何标度Ｓ，对于一定的叶片，存在不影响疲劳寿命的极限损伤。对叶片损伤处进行修复和适当减小叶片振动应力水平是提高叶片抗外物损伤能力的的有效途径。通过钢钛叶片试验分析表明，由于设计叶片稳态应力水平通常以抗拉强度为参考基点，那么钢制叶片的疲劳强度的富裕程度相对要高些。

压气机叶片外物损伤模拟的撞击能量当量法

在分析外物与叶片间的运动态势后，提出压气机叶片外物损伤模拟的撞击能量当量法，即使得摆锤的势能与外物撞击叶片时可能达到的动能相等。据此，设计并制作了摆锤装置，并实验观察到钛制压气机叶片损伤形态与撞击能量间的变化关系，即随着撞击能量的增加，损伤形态产生的顺序为：压痕→突缘→裂纹→突缘呈４５°剪切破坏。这与外场收集到的叶片的前缘损伤形态一致。同时，采用ＴＣ４压气机叶片进行了相应的高周疲劳试验，验证了方法的正确性。本文方法为研究压气机叶片外物损伤提供了良好的手段。

钛合金平板电子束焊接残余应力的小孔法测量

采用小孔法对TC11平板真空电子束焊接接头的残余应力进行了测量。结果发现 ,其残余应力为以纵向残余应力为主的单向拉伸应力状态 ,横向残余应力数值较小。同时还将测量结果与有限元结果进行对比分析 。

平面应力条件下非均质焊接接头中的J主导

采用弹塑性大变形有限元，以低匹配焊接接头为例，研究了平面应力条件下非均质焊接接头中Ⅰ型裂纹的Ｊ主导问题。结果发现，从应力场出发，Ｊ主导是有条件在的，此条件与匹配有关而与裂纹或韧带长度无关。

奥氏体不锈钢焊缝金属断裂韧度概率分布的确定

依据延性断裂韧度 J1c单试样测定方法 ,试验测定了奥氏体不锈钢 ( S31 6L)焊缝金属的断裂韧度 ,给出小样本下 J1c最优拟合概率分布函数的确定方法 ,得出 S31 6L焊缝金属断裂韧度的最优概率分布函数为 Weibull分布。

延性断裂韧度统计分布的数值模拟方法

基于单试样延性断裂韧度的试验确定方法 ,本文建立了一种延性断裂韧度统计分布的数值模拟模型 ,可较好地处理各种非固定因素引起的延性断裂韧度的统计变异性。在计算机上易实现大样本量的模拟 ,得到较准确的延性断裂韧度的统计分布及其参数 ,同时还可进行敏感性分析。奥氏体不锈钢S316L焊缝金属的数值模拟计算结果表明 ,该方法是一种简单、有效和实用的数值模拟方法。敏感性分析表明 ,样本量对焊缝金属延性断裂韧度的统计分布及其参数具有较大的影响 ,由直接试验的小样本数据拟合得到的统计分布函数 ,会有较大的误差。

马达花键轴断裂原因分析

采用 ANSYS有限元软件对在疲劳试验中发生疲劳断裂的某马达花键轴进行了工作应力计算分析。结果表明 ,花键轴断裂处存在严重的应力集中 ,花键轴断裂处过渡圆弧半径过小以及未对螺栓拧紧力进行控制是导致轴产生高周疲劳破坏的主要原因。据此提出改进建议。

压气机叶片外物损伤及其维修性的研究进展

概述了航空发动机风扇和压气机叶片遭受一次外物损伤及其维修性的理论与试验研究进展 ,主要包括外场叶片故障调查 ,叶片外物损伤的评估 ,损伤叶片的维修性等几方面 ,文中还对今后的研究重点提出了若干建议。

ANAND粘塑性本构模型在热处理消除焊接残余应力效果定量评价中的应用

将ANAND粘塑性本构关系引入到焊后热处理消除残余应力的有限元计算中。计算结果表明 ,ANAND本构关系可以较好的模拟焊接件在热处理条件下的力学行为 ,采用该本构关系所计算出来的残余应力消除效果明显 ,Y方向的残余应力减小幅度在 30 %以上 ,而且表面的残余应力还由处理前的拉应力变为压应力。此外 ,该本构关系还可以进一步应用到热处理条件的优化中。