考虑应力松弛的单晶涡轮叶片蠕变疲劳寿命预测

作者：高靖云; 张成成; 侯乃先; 任远; 李颖; 温志勋; 岳珠峰

来源：航空动力学报, 2016, 31(03): 539-547.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2016.03.003

• 单晶涡轮叶片
• 应力松弛
• 蠕变疲劳
• 寿命预测
• 循环载荷谱

建立了民用航空发动机单晶涡轮叶片考虑应力松弛的蠕变疲劳寿命预测方法,该方法在热弹性蠕变有限元计算基础上,综合单轴等应变松弛模型及多轴应力修正因子预测全寿命周期内的应力松弛历程,应力下限取为一次应力.利用综合时间硬化隐式蠕变方程描述蠕变变形,结合损伤雨流计数法及Morrow方程计算疲劳损伤,基于Robinson法则的分段损伤线性累积方法计算全寿命周期内的蠕变损伤,总损伤达到临界损伤时获得蠕变疲劳寿命.通过对公开的单晶材料蠕变疲劳数据的分析,临界损伤定为0.5.结果显示,考虑应力松弛的蠕变疲劳寿命是不考虑应力松弛的45.6倍.为保证可靠性而兼顾经济性,叶片寿命预测时,可先有限元循环加载n个循环,再利用所提出的方法预测2n个循环内的应力松弛历程.

• 出版日期2016
• 单位中航商用航空发动机有限责任公司; 中国航空工业集团公司; 西北工业大学