GH4169高温动态本构模型与高速冲击性能研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:kingzdh410
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空发动机机匣包容性是保障发动机安全、可靠工作的必要要求。涡轴发动机涡轮叶片断裂飞脱撞击涡轮机匣过程中,涡轮机匣将受到动态冲击载荷,因此开展高温情况下机匣材料的动态力学性能和本构模型研究十分关键。航空发动机中的涡轮机匣的典型材料为GH4169高温合金,本文以GH4169作为对象,通过开展单、双层GH4169靶板在常温与高温下抗冲击能力的研究对研究涡轮机匣包容性具有重要的参考价值。本文结合试验、理论分析与数值仿真完成了以下工作:  (1)进行了GH4169材料准静态和动态力学性能研究,并拟合了GH4169高温合金动态本构模型。通过采用MTS复合加载疲劳试验机,开展了GH4169的准静态拉伸试验;通过GH4169的光滑试件准静态拉伸试验,获得了GH4169的弹性模量与失效应变,通过GH4169缺口试件准静态拉伸试验,获得了GH4169的应力三轴度与失效应变。以分离式霍布金森试验装置为研究平台,开展了GH4169在温度为20~500℃和应变速率300~4000/s范围内的动态力学性能试验,获得了GH4169在不同温度和不同应变率下的应力应变曲线,试验结果表明GH4169高温合金满足应变率强化效应与温度软化效应。  (2)分别选用了Johnson-Cook本构模型与Zerilli-Armstrong本构模型建立了GH4169高温合金的动态本构关系,两种模型都能够有效的描述GH4169高温合金在不同温度不同应变率范围内的材料变形行为。  (3)进行了单、双层GH4169高温合金靶板在高温环境下的高速冲击试验。通过完成单、双层高速冲击试验,研究了在冲击过程中模拟平板叶片的速度和能量损失与温度的关系,研究结果表明,随着温度的升高,GH4169 靶板的抗冲击性能变弱并且靶板的损伤更严重,说明GH4169合金具有温度软化效应。相同冲击速度下,温度越高,模拟叶片的剩余速度越大,模拟叶片动能损失越少。双层GH4169靶板的抗冲击性能强于单层GH4169靶板的抗冲击性能,间距为6mm的双层GH4169靶板包容能力强于间距为4mm的双层GH4169靶板。  (4)在LS-DYNA 中采用拟合的Johnson-Cook本构模型参数与失效模型参数开展了数值仿真分析,发现与试验结果相比,仿真结果在弹片剩余速度与弹片损失动能上与试验吻合度很高,在损伤形貌上略有差异,其原因为模拟平板弹片在撞击靶板时存在偏航角,从而导致损伤形貌有所差别。通过对双层靶板的高速冲击仿真发现,6mm间距的双层GH4169靶板的包容性能强于4mm间距的双层靶板,包容性能增强主要表现为外层靶板吸收的能量增多,而内层靶板吸收的能量差异不大。
其他文献
摘 要:随着我国现代化进程的不断推进,配网在我国的铺设规模也日益增大。配网的运行情况对电力系统的供电、配电的效率均有较大的影响。为了保障电力系统的正常运行,配网安全运行的稳定性就显得尤为重要。本文展开对电力配网安全运行管理技术的研究,提出具体运行与管理策略,以期推动我国电力服务质量提升。  关键词:配网;安全运行;管理  中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018
转子机器设备在工矿企业中的关键性作用和广泛的应用,使得研制和配置相应的监测和诊断系统是非常重要的.虚拟仪器指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器,它可利用软件在微型机
期刊
为了保证岸桥起重机的质量,确保其各个拉杆受力平衡,在生产装配中必须对岸桥进行模拟加载来测试其各个拉杆的应变。有线应变仪在测量岸桥起重机拉杆应变时有诸如安装困难以及携带不便等问题,需要开发一套无线应变测量系统。本课题得到了上海市科委《化工装备无线传感器测控服务能力建设》平台建设(11DZ2290500)的资助,以开发一套高精度、高可靠性以及便于安装和维护的岸桥起重机拉杆无线应变测量系统为研究目的。该
随机振动控制一直是研究人员关注的研究课题.随机振动试验在航空、航天、军事、汽车等领域内有着广泛的应用,它要求振动台能够按照特定的功率谱产生随机振动,来模拟试件的真
论文首先对电站倒闸操作、操作票、模拟图板等概念等进行了介绍;然后,对国同焦电站目前使用的几种仿真倒闸操作方式进行了比较,提出了自己的设想;在第二章作者提出了两种具体
Background The prognosis for relapsed or refractory acute myeloid leukemia (RR-AML) in children is poor,and the preferred salvage chemotherapy is unclear.One re
期刊
期刊
该文结合东方锅炉(集团)股份有限公司的"蛇形管CAD/CAPP/CAM一体化集成软件开发"项目,在兼顾系统集成要求的基础上,尽可能采用成熟的先进技术,开发面向企业实用化的CAPP系统,