镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳理论

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 涡轮叶片概述 1
1.1.1 涡轮工作原理 1
1.1.2 涡轮叶片结构 2
1.1.3 涡轮叶片材料 3
1.2 涡轮叶片结构强度设计要求 5
1.3 涡轮叶片典型载荷特征及失效模式 7
1.3.1 涡轮叶片典型载荷特征 7
1.3.2 涡轮叶片主要失效模式 8
1.4 涡轮叶片定寿方法和技术途径 11
1.5 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估的关键科学问题 13
参考文献 14
第2章 镍基单晶高温合金热机械疲劳损伤机理 17
2.1 热机械疲劳损伤及其影响因素 17
2.1.1 蠕变损伤 17
2.1.2 疲劳损伤 23
2.1.3 氧化损伤 27
2.1.4 热机械疲劳损伤的影响因素 31
2.2 同相热机械疲劳损伤机理 32
2.2.1 同相热机械疲劳试验 32
2.2.2 断口分析 35
2.2.3 金相分析 36
2.3 反相热机械疲劳损伤机理 38
2.3.1 反相热机械疲劳试验 38
2.3.2 断口分析 39
2.3.3 金相分析 40
2.4 本章小结 43
参考文献 43
第3章 镍基单晶高温合金热机械疲劳变形行为模拟 48
3.1 各向异性黏塑性本构理论的发展 48
3.2 基于晶体滑移理论的本构模型 51
3.2.1 晶体滑移理论 51
3.2.2 不同坐标系下力学参量之间的关系 53
3.3 基于晶体滑移理论的Walker模型及其有限元实现 57
3.3.1 本构方程 57
3.3.2 材料参数的获取 60
3.3.3 本构模型的有限元实现 74
3.3.4 本构模型的修正 84
3.4 本章小结 101
参考文献 101
第4章 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测方法 106
4.1 各向异性材料疲劳寿命预测方法 106
4.2 考虑应力集中影响的疲劳寿命预测方法 110
4.2.1 名义应力法 110
4.2.2 局部应力应变法 111
4.2.3 应力场强法 112
4.2.4 临界距离理论 114
4.3 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测 116
4.3.1 基于循环损伤累积及应力集中系数修正的寿命预测 116
4.3.2 基于非线性损伤累积及临界距离理论的寿命预测 133
4.4 本章小结 140
参考文献 141
第5章 涡轮叶片热机械疲劳试验方法 146
5.1 涡轮叶片热机械疲劳试验技术 146
5.1.1 加热方法 146
5.1.2 测温方法 148
5.1.3 加载方法 149
5.1.4 涡轮叶片热机械疲劳试验系统 150
5.2 某型发动机涡轮叶片热机械疲劳试验 157
5.2.1 试验要求 157
5.2.2 应力场模拟 159
5.2.3 温度场模拟 160
5.2.4 试验过程与结果 162
5.3 本章小结 168
参考文献 169
第6章 某型镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.1 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.2 涡轮叶片热机械疲劳寿命影响因素分析 176
6.2.1 温度循环对热机械疲劳寿命的影响 176
6.2.2 晶体取向对热机械疲劳寿命的影响 179
6.3 本章小结 182
参考文献 183