【摘 要】
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当前世界上大多数先进航空发动机采用粉末冶金涡轮盘,夹杂物是引起其低周疲劳失效的主要原因.中国目前正积极开展粉末冶金涡轮盘的工程应用研究,其低周疲劳寿命预测成为亟待
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当前世界上大多数先进航空发动机采用粉末冶金涡轮盘,夹杂物是引起其低周疲劳失效的主要原因.中国目前正积极开展粉末冶金涡轮盘的工程应用研究,其低周疲劳寿命预测成为亟待解决的关键问题.该文研究了夹发物对粉末高温合金应力分布的影响、建立了粉末高温合金涡轮盘低周疲劳概率定寿模型.首先采用Goodier公式计算了球形夹杂情况下的母体应力场,现用Eshelby方法分析了椭球形夹杂情况下的母体应力场,并用有限元法对上述分析结果进行了验证.研究表明:夹杂物越尖锐,应力集中越严重,弹性模量对应力集中的影响较大.建立了表面夹杂、内部夹杂、以及表面夹杂和内部夹杂共同作用下的低周疲劳失效概率模型.根据低周疲劳试验数据得到了概率模型中尺寸因子的表达式,利用概率模型和试验数据反推了夹杂的尺寸分布.进一步推导了等温等厚空心旋转圆盘的低周疲劳失效概率模型,并将推导的概率模型用于某发动机粉末冶金涡轮盘的可靠度计算.最后对概率模型中夹杂物尺寸分布函数参数进行了敏感性分析.
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