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航空发动机叶片高循环疲劳失效研究 被引量:55
1
作者 李其汉 王延荣 王建军 《航空发动机》 2003年第4期16-18,41,共4页
必须最大限度地降低航空发动机叶片高循环疲劳失效。分析了导致高循环疲劳失效的原因 ,结合实例阐述了降低高循环疲劳失效的方法 ,并对需要重点研究的关键技术作了说明。
关键词 航空发动机叶片 高循环疲劳失效 原因 断裂故障 激振力 数值仿真
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外物损伤对风扇/压气机叶片高循环疲劳性能影响的研究 被引量:9
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作者 胡绪腾 宋迎东 《航空发动机》 2012年第3期18-23,共6页
对外物损伤(FOD)对航空发动机风扇/压气机叶片高循环疲劳(HCF)性能影响的国内外研究进行了综述和分析,介绍了美、英等国通过实施涡轮发动机HCF研究计划在FOD对叶片HCF性能的影响研究方面所取得的进展和成果,总结了中国近年来对FOD问题... 对外物损伤(FOD)对航空发动机风扇/压气机叶片高循环疲劳(HCF)性能影响的国内外研究进行了综述和分析,介绍了美、英等国通过实施涡轮发动机HCF研究计划在FOD对叶片HCF性能的影响研究方面所取得的进展和成果,总结了中国近年来对FOD问题的研究内容,指出了中国该项技术研究的不足和差距,并对需要进一步深入研究的关键技术问题提出了建议。 展开更多
关键词 风扇/压气机叶片 外物损伤 高循环疲劳 航空发动机
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TiB_2增强铝基复合材料低压压气机静子叶片高循环疲劳试验研究 被引量:2
3
作者 周超羡 李迪 +1 位作者 廖连芳 陈云永 《航空制造技术》 2018年第16期85-90,95,共7页
根据某型航空发动机减重设计需求,考虑到TiB_2颗粒增强铝基复合材料轻质、高强的特点及某型航空发动机低压压气机静子叶片结构特征,开展了基于颗粒增强铝基复合材料的低压压气机静子叶片试验件的高周疲劳性能试验工作。试验结果表明:叶... 根据某型航空发动机减重设计需求,考虑到TiB_2颗粒增强铝基复合材料轻质、高强的特点及某型航空发动机低压压气机静子叶片结构特征,开展了基于颗粒增强铝基复合材料的低压压气机静子叶片试验件的高周疲劳性能试验工作。试验结果表明:叶片试验件在3×10~7次循环下的高循环疲劳强度为246.30MPa,基本能够满足某型航空发动机静子叶片类零件的高循环疲劳设计要求。 展开更多
关键词 TIB2 颗粒增强 铝基复合材料 叶片 高循环疲劳
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空心风扇叶片高循环疲劳异常失效分析 被引量:1
4
作者 王家广 李迪 +2 位作者 陈云永 刘晓锋 廖连芳 《航空制造技术》 2017年第12期84-88,93,共6页
针对某空心风扇叶片试验件在高循环疲劳试验中出现的异常失效现象,完成了振动仿真分析和断口分析。仿真分析结果表明失效区域非应力集中部位,断口分析结果表明裂纹萌生于薄板与叶盆侧厚板交接部位,其失效模式为疲劳失效,失效机理为超塑... 针对某空心风扇叶片试验件在高循环疲劳试验中出现的异常失效现象,完成了振动仿真分析和断口分析。仿真分析结果表明失效区域非应力集中部位,断口分析结果表明裂纹萌生于薄板与叶盆侧厚板交接部位,其失效模式为疲劳失效,失效机理为超塑成形环节局部区域薄板扭曲导致高循环疲劳试验中薄板与厚板发生摩擦,进而疲劳失效。基于以上分析,制定了优化超塑成形工艺参数并增加CT检测环节的改进措施。验证试验表明,改进措施有效,很好地解决了该异常失效问题。 展开更多
关键词 空心风扇叶片 高循环疲劳 异常失效 超塑成形 断口分析
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微结构相关的高循环疲劳分散性计算方法研究 被引量:4
5
作者 韩世伟 石多奇 +1 位作者 杨晓光 苗国磊 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期289-297,共9页
为了研究微结构对高循环疲劳分散性的影响,发展了考虑多晶材料微结构特征的极值概率分析方法.首先,通过Voronoi算法构造了近似多晶合金微结构的随机多晶胞元模型.其次,应用基于内变量的晶体塑性本构理论,模拟了不同应变幅下处于结构表... 为了研究微结构对高循环疲劳分散性的影响,发展了考虑多晶材料微结构特征的极值概率分析方法.首先,通过Voronoi算法构造了近似多晶合金微结构的随机多晶胞元模型.其次,应用基于内变量的晶体塑性本构理论,模拟了不同应变幅下处于结构表面和内部多晶微结构胞元的循环应力应变响应.通过计算有限数量的随机多晶微结构,采用疲劳指示参数表征剪应变主导的裂纹萌生驱动力,从而得到不同应变及边界约束情形下的疲劳指示参数分布.最后,应用极值概率理论分析了多晶胞元中疲劳指示参数的极值分布规律.以TC4合金为例,计算结果表明:高循环疲劳分散性随应变幅降低而上升,且在弹性极限附近变化显著;此外,相比于构件内部晶粒,处于表面的晶粒具有更高的裂纹萌生驱动力. 展开更多
关键词 高循环疲劳 疲劳分散性 极值概率 多晶微结构 晶体塑性
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不同冲击角度外物损伤对TC4钛合金高循环疲劳强度的影响 被引量:13
6
作者 包珍强 胡绪腾 宋迎东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2226-2233,共8页
基于空气炮冲击试验装置在不同冲击角度下进行了TC4钛合金平板试件的外物损伤模拟试验,采用逐级加载试验方法测试获得了光滑和冲击损伤试件的高循环疲劳(high cycle fatigue,HCF)强度,研究了冲击角度、冲击位置以及冲击损伤宏观几何尺寸... 基于空气炮冲击试验装置在不同冲击角度下进行了TC4钛合金平板试件的外物损伤模拟试验,采用逐级加载试验方法测试获得了光滑和冲击损伤试件的高循环疲劳(high cycle fatigue,HCF)强度,研究了冲击角度、冲击位置以及冲击损伤宏观几何尺寸与HCF强度的关系.结果表明:不同冲击角度下的损伤对HCF强度的影响程度不同.冲击损伤在试件边缘时,30°冲击使试件HCF强度的下降幅度最大;冲击损伤在试件表面时,60°冲击使试件HCF强度的下降幅度最大.试件边缘产生的缺口使HCF强度的下降幅度一般大于试件表面产生弹坑的影响.但在60°冲击时,冲击缺口损伤的影响要小于冲击弹坑损伤的影响.冲击损伤宏观几何尺寸一定程度上可以表征损伤试件HCF强度下降的严重程度. 展开更多
关键词 TC4钛合金 高循环疲劳 速弹道冲击 外物损伤 冲击角度
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圆弧形榫连结构高/低循环疲劳试验研究 被引量:2
7
作者 李迪 王延荣 +2 位作者 廖连芳 王家广 卫飞飞 《航空发动机》 2016年第3期61-66,共6页
针对大涵道比涡扇发动机风扇叶/盘榫连结构,提出了缩比为1:2.5的圆弧形榫连结构疲劳试验方案,分别设计了高、低循环疲劳试验件及其夹具,并进行了疲劳试验验证。为了简化试验,低循环疲劳试验采用拉-拉循环加载试验方案,高循环疲劳试验则... 针对大涵道比涡扇发动机风扇叶/盘榫连结构,提出了缩比为1:2.5的圆弧形榫连结构疲劳试验方案,分别设计了高、低循环疲劳试验件及其夹具,并进行了疲劳试验验证。为了简化试验,低循环疲劳试验采用拉-拉循环加载试验方案,高循环疲劳试验则通过测定试验件1阶弯曲振型下的疲劳极限来实现。在低循环疲劳试验中,试验件结构的裂纹萌生寿命远大于60000次循环,具备足够的抗低循环疲劳能力;在高循环疲劳试验中,试验件结构在设计目标为207 MPa下通过了3×107循环的疲劳寿命考核。结果表明:圆弧形榫连结构的高、低循环疲劳试验装置设计合理,实现了预期的试验目标;所设计的圆弧形榫连结构具有良好的抗疲劳性能,满足大涵道比发动机的寿命设计目标;失效形式为由微动磨损引起的疲劳裂纹萌生和扩展。 展开更多
关键词 圆弧形榫连结构 循环疲劳 高循环疲劳 微动磨损 风扇叶/盘 大涵道比 涡扇发动机
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空心风扇叶片高循环疲劳试验设计与验证 被引量:5
8
作者 李迪 陈云永 廖连芳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1359-1365,共7页
基于实际大涵道比航空涡扇发动机宽弦风扇叶片的结构特征,设计、加工了空心风扇叶片结构模拟件,完成了空心风扇叶片高循环疲劳试验设计,并着重对其叶身空心结构部分抗疲劳能力进行了试验验证.试验结果表明试验夹具和试验件的设计能够完... 基于实际大涵道比航空涡扇发动机宽弦风扇叶片的结构特征,设计、加工了空心风扇叶片结构模拟件,完成了空心风扇叶片高循环疲劳试验设计,并着重对其叶身空心结构部分抗疲劳能力进行了试验验证.试验结果表明试验夹具和试验件的设计能够完成空心风扇叶片高循环疲劳考核的目的.同时,该空心风扇叶片结构叶身部分对应1×10~7次循环的高循环疲劳强度介于370MPa至400MPa之间,满足其在最大工作状态下疲劳强度不小于324MPa的高循环疲劳设计要求.因试验件数量相对较少,仅获得了给定应力水平下的高循环疲劳寿命数据,后续可按照该技术途径和方法流程适当增加试验件数量,以获取疲劳极限进而构建其应力-疲劳寿命曲线,为工程研制奠定基础并积累数据. 展开更多
关键词 空心风扇叶片 高循环疲劳 圆弧形燕尾榫头 试验设计 验证
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高转速小尺寸涡轮叶片动应力测量方法与应用 被引量:6
9
作者 王奉明 贺进 朱俊强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1406-1411,共6页
根据小推力发动机涡轮叶片动应力测量试验要求,提出了一种基于引电器的高温环境旋转件动应力测量系统方案,以实现高温度条件下高转速、小尺寸涡轮叶片的动应力测量。详细阐述了测量系统组成及关键技术,并利用该系统完成了高压涡轮叶片... 根据小推力发动机涡轮叶片动应力测量试验要求,提出了一种基于引电器的高温环境旋转件动应力测量系统方案,以实现高温度条件下高转速、小尺寸涡轮叶片的动应力测量。详细阐述了测量系统组成及关键技术,并利用该系统完成了高压涡轮叶片的动应力测量,试验过程中,测试系统工作稳定,信号频率跟随性良好。试验结果表明,该型发动机转速在34920r/min时叶片振动应力达到112.7MPa,会带来涡轮叶片的高循环疲劳损伤。 展开更多
关键词 小推力 高循环疲劳 涡轮叶片 振动 动应力测量
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某空心风扇叶尖进气道封焊疲劳失效研究
10
作者 刘晓锋 李迪 +1 位作者 廖连芳 陈云永 《航空制造技术》 2017年第17期75-79,90,共6页
针对某空心风扇叶片叶尖在高循环疲劳试验中异常失效的现象,应力分布测试和振动仿真分析表明应力集中部位与失效位置不符,断口分析结果表明裂纹萌生于叶尖的通气孔封焊部位,磨除进气道封焊层的叶片试验验证表明失效源于叶尖进气道焊接... 针对某空心风扇叶片叶尖在高循环疲劳试验中异常失效的现象,应力分布测试和振动仿真分析表明应力集中部位与失效位置不符,断口分析结果表明裂纹萌生于叶尖的通气孔封焊部位,磨除进气道封焊层的叶片试验验证表明失效源于叶尖进气道焊接缺陷。基于失效机理分析及验证,确定失效源于加工环节焊接工艺选择不当且焊接控制不良,因此制定了更换封焊工艺为电子束焊和CT检测环节的改进措施。 展开更多
关键词 空心风扇叶片 高循环疲劳 焊接 断口分析
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FOD对TC4合金扩散焊板材HCF性能影响 被引量:2
11
作者 李百洋 刘小刚 郭海丁 《航空发动机》 北大核心 2018年第5期93-97,共5页
针对外物损伤(FOD)对航空发动机宽弦空心风扇叶片高循环疲劳(HCF)性能的影响,以TC4合金3层扩散焊板件模拟宽弦空心风扇叶片典型冲击部位,采用空气炮法对TC4合金3层扩散焊板进行FOD模拟试验,对冲击角度为25°、40°和80°时... 针对外物损伤(FOD)对航空发动机宽弦空心风扇叶片高循环疲劳(HCF)性能的影响,以TC4合金3层扩散焊板件模拟宽弦空心风扇叶片典型冲击部位,采用空气炮法对TC4合金3层扩散焊板进行FOD模拟试验,对冲击角度为25°、40°和80°时的损伤状况进行了宏微观测量;采用逐级加载法对FOD后的扩散焊焊板进行HCF强度试验,获得各条件下扩散焊板件的条件疲劳极限。结果表明:在各冲击条件下,冲击角度为25°时对材料造成的损伤最严重,HCF强度降低幅度最大;FOD不仅会造成材料表面损伤,还会对内部焊缝层造成损伤。在上述因素共同作用下,扩散焊板件FOD后HCF强度显著降低,相应的疲劳缺口系数明显增大。 展开更多
关键词 TC4合金 扩散焊 外物损伤 高循环疲劳 宽弦空心风扇叶片 航空发动机
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Tensile and high-cycle fatigue properties of spray formed Al10.8Zn2.9Mg1.9Cu alloys after two-stage aging treatment 被引量:5
12
作者 王资兴 张永安 +3 位作者 朱宝宏 刘红伟 王锋 熊柏青 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2006年第4期808-812,共5页
Based on the investigation of the tensile properties of spray formed ultra-high strength Al10.8Zn2.9Mg1.9Cu alloys, the high-cycle fatigue properties under different theoretical stress concentration factors were inves... Based on the investigation of the tensile properties of spray formed ultra-high strength Al10.8Zn2.9Mg1.9Cu alloys, the high-cycle fatigue properties under different theoretical stress concentration factors were investigated, the fatigue fracture surfaces and microstructures were observed, and the fatigue mechanism was discussed. The results indicate that the ultimate tensile strength of spray formed Al10.8Zn2.9Mg1.9Cu alloys can reach up to 730?740 MPa, and the elongation is about 8%?10% under the condition of two-stage aging treatment. For the stress ratio is 0.1, the maximum stress for 107 cycles is over 400 MPa and 120 MPa, when the theoretical stress concentration factor is 1 and 3, respectively. 展开更多
关键词 Al10.8Zn2.9Mg 1.9Cu 铝合金 喷镀成形 高循环疲劳性能 时效处理
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直埋供热管道敷设方式的比较
13
作者 姜世超 黄艳秋 朱广伟 《黑龙江科技信息》 2007年第06S期12-12,共1页
通过对各种直埋管道方式的受力分析,衡量管道各种敷设方式的应力参数,从而得出理论上不同管道敷设方式的优缺点。对供热管道直埋敷设具有一定的指导意义。
关键词 循环塑性变形 循环疲劳破坏 高循环疲劳破坏 整体失稳 局部失稳 锚固段 滑动段
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SA387Gr11CL2主体材质超100万次疲劳容器设计探索
14
作者 陈绍庆 《广州化工》 2025年第1期161-164,共4页
疲劳容器是石油化工装置中常见设备,分析设计标准JB4732附录C规定的设计疲劳曲线上限为100万次,实际工程中常遇到疲劳循环次数超100万次的情况,对此类工程问题,标准并未明确其设计方法与设计疲劳曲线。本文以SA387Gr11CL2主体材质、循... 疲劳容器是石油化工装置中常见设备,分析设计标准JB4732附录C规定的设计疲劳曲线上限为100万次,实际工程中常遇到疲劳循环次数超100万次的情况,对此类工程问题,标准并未明确其设计方法与设计疲劳曲线。本文以SA387Gr11CL2主体材质、循环次数为315万次的疲劳容器为例,建立五个分析模型,选取其危险截面,按JB4732标准进行应力分析,评价其薄膜应力、弯曲应力等,并采用ASME疲劳设计曲线进行应力最大点和螺柱的疲劳分析。结果表明,对于循环次数超100万次的疲劳容器,可以按照JB4732的方法进行应力和疲劳分析,疲劳分析可取ASME疲劳设计曲线,由于循环次数高,螺柱疲劳损伤大,设备操作应加强对螺栓的检验,定期更换螺栓。 展开更多
关键词 SA387Gr11CL2疲劳容器设计 循环次数疲劳分析 螺柱疲劳寿命评估
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伪弹簧案例 更换停车支架部件导致改良摩托车出现严重事故
15
作者 Ken Russell 《工业设计》 2009年第6期64-64,共1页
一个年轻人驾驶他的摩托车做旋转特技。他开始驾车向左打方向(以大约1,000英尺为辐射半径),结果车失去了控制,接着被撞毁了。他受了重伤,于是到法院提起诉讼。辩护律师邀请我对摩托车的制造商进行调查。
关键词 摩托车 制造商 事故 弹簧 弹性元件 高循环疲劳 支架 部件
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叶片外物损伤容限设计的本质特点及设计准则的发展 被引量:9
16
作者 胡绪腾 宋迎东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2153-2161,共9页
通过对风扇/压气机叶片外物损伤及其失效特点的深入分析,认为叶片外物损伤容限设计的本质是考虑外物损伤影响的叶片振动应力设计.通过对国内外发动机设计规范和标准的分析和回顾,将外物损伤容限设计准则的发展分为3个阶段:①50年代初-6... 通过对风扇/压气机叶片外物损伤及其失效特点的深入分析,认为叶片外物损伤容限设计的本质是考虑外物损伤影响的叶片振动应力设计.通过对国内外发动机设计规范和标准的分析和回顾,将外物损伤容限设计准则的发展分为3个阶段:①50年代初-60年代末,以外物损伤(FOD)的预防和维护为主;②70年代初-90年代末,等效为应力集中系数Kt≤3的缺口容限设计;③2000年以来,FOD的概率容限设计.最后对我国外物损伤容限设计的研究方向提出了建议. 展开更多
关键词 航空发动机 风扇 压气机 叶片 外物损伤 高循环疲劳 设计准则
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