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汽轮机叶片的疲劳寿命是叶片强度设计和安全性考核的重要内容,本文研究了大容量核电半转速汽轮机末级长叶片的疲劳特性。叶片的工作阶段按照转速可以分为启动、稳定转动以及停机三个阶段。在启动停机过程中,叶片会经历很大的离心变幅载荷以及同步的稳态汽动载荷,属于低周疲劳;在高速稳定运转过程中,叶片会承受汽流扰动产生的激振力而振动,幅值较小,但频率很高,属于高周疲劳。叶片的启动停机过程是裂纹萌生和稳态扩展的主要因素,是整个生命周期中的分析重点。为了研究长叶片的高周与低周疲劳寿命,首先,利用ABAQUS对单只长叶片有限元模型进行了分析,设置旋转循环对称约束模拟整圈叶片结构,得出其应力分布,并找到疲劳计算所关心区域;之后,对叶片所用材料进行了疲劳特性试验,利用最小二乘拟合的方法得出其SN曲线及方程;最后,结合有限元应力结果与疲劳试验结果,利用nSoft疲劳分析软件对叶片无损状态下的高周与低周疲劳寿命进行了评估。此外,对叶片指定位置含有特定初始微裂纹,即有损情况下的疲劳寿命进行了试探性分析和研究。所有的计算都是在假定最危险的状态下进行。结果表明,无损长叶片在实际使用生命周期内不会损坏,而有损长叶片寿命大大降低,在实际使用中指定位置应避免产生裂纹。