航空发动机涡轮叶片疲劳寿命分析理论

第1章 绪论 1.1 高温疲劳的基本概念 1.2 航空发动机涡轮叶片的高温疲劳损伤模式 1.3 高温疲劳寿命预测基本方法 1.3.1 唯象方法 1.3.2 损伤力学方法 1.3.3 断裂力学方法 1.3.4 信息科学方法 1.4 本书编写目的 参考文献 第2章 微观组织退化致涡轮叶片疲劳寿命劣化 2.1 引言 2.2 服役涡轮叶片典型微观组织退化及其对疲劳寿命的影响 2.2.1 γ'相的粗化和筏化 2.2.2 TCP相生成与涂层退化 2.2.3 碳化物退化 2.2.4 表面再结晶 2.3 微观组织粗化/筏化定向凝固镍基高温合金疲劳行为 2.3.1 试验材料及试验过程 2.3.2 微观组织粗化/筏化形貌与统一量化表征 2.3.3 粗化/筏化对疲劳寿命的影响规律 2.3.4 微观组织粗化/筏化镍基高温合金的宏微观变形行为 2.3.5 粗化/筏化对疲劳破坏行为的影响 2.4 考虑微观组织退化状态的镍基高温合金疲劳寿命预测方法 2.4.1 考虑微观组织状态的疲劳寿命建模原则 2.4.2 基于应力幅值等效的CDM寿命模型 2.4.3 基于ζ-R经验关系修正的SED寿命模型 2.5 真实服役涡轮叶片微观组织筏化特征与疲劳行为 2.5.1 服役涡轮叶片微观组织退化分析方法 2.5.2 服役位置和时间相关的涡轮叶片筏化特征 2.5.3 涡轮叶片取样小试验件疲劳试验方法 2.5.4 服役涡轮叶片微观组织相关力学性能分析 2.6 本章小结 参考文献 第3章 蠕变-疲劳交互作用 3.1 引言 3.2 试验方法 3.3 DZ125合金蠕变与疲劳交互作用下的寿命规律 3.3.1 应变保载对疲劳-蠕变寿命的影响 3.3.2 应力保载对疲劳-蠕变寿命的影响 3.4 蠕变与疲劳交互损伤机理 3.5 蛎变-疲劳寿命预测方法 3.5.1 CDA理论的基本方程 3.5.2 DZ125合金CFI寿命预测 3.6 本章小结 参考文献 第4章 热机械疲劳 4.1 引言 4.2 热机械疲劳试验方法 4.2.1 TMF试验标准与设备 4.2.2 TMF试验过程中的热应变补偿 4.2.3 TMF试验过程 4.3 镍基高温合金的热机械疲劳寿命规律 4.3.1 等温疲劳与TMF寿命对比 4.3.2 相位对TMF寿命的影响 4，3.3 循环温度对TMF寿命的影响 4.3.4 缺口应力集中对TMF寿命的影响 4.4 镍基高温合金TMF损伤机理 4.4.1 光棒TMF损伤机理 4.4.2 缺口TMF损伤机理 4.5 热机械疲劳寿命预测方法 4.5.1 TMF寿命预测方法概述 4.5.2 Masson-Coffin公式 4.5.3 Ostergren拉伸迟滞能模型 4.5.4 Neu-Sehitoglu方法在DZ125合金TMF寿命预测中的应用 4.5.5 寿命模型的预测能力评估 4.6 本章小结 参考文献 第5章 缺口疲劳 5.1 引言 5.2 高温缺口疲劳试验方法 5.2.1 试验件设计 5.2.2 试验方案 5.3 DZ125合金的高温缺口疲劳寿命特点 5.4 DZ125合金的高温缺口疲劳损伤机理 5.4.1 缺口构件裂纹萌生的特点 5.4.2 缺口构件裂纹扩展的特点 5.4.3 断口分析 5.5 基于临界距离概念的缺口构件低循环疲劳寿命预测方法 5.5.1 缺口构件疲劳寿命预测方法概述 5.5.2 缺口疲劳的临界距离理论 5.5.3 基于有限元法的缺口构件低循环疲劳寿命预测方法 5.5.4 基于各向异性多轴本构模型的缺口构件低循环疲劳寿命预测方法 5.5.5 分析与讨论 5.6 本章小结 参考文献 第6章 热腐蚀疲劳 6.1 引言 6.2 热腐蚀疲劳试验方法 6.2.1 热腐蚀环境模拟方法 6.2.2 疲劳试验方案 6.3 热腐蚀疲劳寿命规律 6.4 热腐蚀与疲劳耦合作用机理 6.4.1 表面形貌分析 6.4.2 截面形貌分析 6.4.3 断裂特征分析 6.4.4 讨论 6.5 热腐蚀疲劳寿命预测方法 6.5.1 概述 6.5.2 基于损伤力学的高温热腐蚀疲劳预测方法 6.6 本章小结 参考文献 第7章 热障涂层的热疲劳 7.1 引言 7.2 热障涂层微观结构演化规律 7.2.1 试验内容与试验方法 7.2.2 微观组织演化 7.2.3 TGO演化动力学曲线 7.3 热障涂层热疲劳寿命与损伤机理 7.3.1 试验试件与试验设备 7.3.2 试验内容与试验方法 7.3.3 热疲劳试验结果 7.3.4 热障涂层热疲劳损伤机理分析 7.4 热障涂层热疲劳失效机理有限元模拟 7.4.1 有限元模型 7.4.2 陶瓷层内部裂纹萌生机理分析 7.4.3 氧化层厚度变化对陶瓷层内部裂纹形成的影响 7.4.4 氧化层内部裂纹形成机理分析 7.4.5 等离子涂层内部裂纹形成过程及机理 7.5 热障涂层界面损伤数值模拟 7.5.1 计算方法 7.5.2 涂层典型界面损伤与破坏模拟计算 7.6 热障涂层的疲劳寿命预测方法 7.6.1 概述 7.6.2 基于唯象的热障涂层寿命预测方法 7.7 某型涂覆热障涂层涡轮导向器叶片热疲劳寿命