【摘 要】
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微动损伤使航空发动机榫连接结构疲劳寿命显著降低.以钛合金Ti-6 Al-4V燕尾榫连接结构为例,提出一种适用于复杂结构微动疲劳全寿命预测方法.基于修正的Manson-McKnight方法和
【机 构】
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中国航空发动机研究院, 北京101304北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京100083;中国航空制造技术研究院, 北京100024;
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微动损伤使航空发动机榫连接结构疲劳寿命显著降低.以钛合金Ti-6 Al-4V燕尾榫连接结构为例,提出一种适用于复杂结构微动疲劳全寿命预测方法.基于修正的Manson-McKnight方法和多轴疲劳理论,疲劳损伤参数由等效应力参数(ESP)表征,微动疲劳裂纹萌生位置和成核寿命通过有限元分析(FEA)和ESP预测.基于断裂力学理论和最大周向应力准则,提出微动疲劳裂纹扩展数值模拟方法,建立微动疲劳扩展寿命与裂纹长度函数关系,依据裂纹终值长度预测微动疲劳扩展寿命.结果显示:钛合金Ti-6 Al-4 V燕尾榫连接结构微动疲劳裂纹扩展角预测值与实验值均为18°,裂纹生长方向预测值与实验值相符;微动疲劳全寿命(成核寿命+扩展寿命)预测值在实验值的2倍分散带内;最大拉伸载荷对榫连接结构的微动疲劳全寿命影响显著,在相同应力比下,最大拉伸载荷从18 kN变化到24 kN,钛合金Ti-6 Al-4 V燕尾榫连接结构微动疲劳全寿命降低1个数量级.
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