TC6钛合金叶片外物损伤规律的试验与仿真研究

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作者 张林嘉 郭利云 +2 位作者 黄宇 张泰斗 赵振华 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期152-160,共9页

为研究不同试验参数对钛合金叶片外物损伤的影响规律,以TC6钛合金叶片为研究对象,通过数值仿真模拟了叶片的外物损伤,并验证了仿真与试验的吻合度,进行了应力集中系数计算。结果表明:外物损伤数值仿真与试验结果的误差较小,深度误差小于... 为研究不同试验参数对钛合金叶片外物损伤的影响规律,以TC6钛合金叶片为研究对象,通过数值仿真模拟了叶片的外物损伤,并验证了仿真与试验的吻合度,进行了应力集中系数计算。结果表明:外物损伤数值仿真与试验结果的误差较小,深度误差小于15%,宽度误差也较小,除1组误差为21%外,其余误差均小于10%;钢珠直径、偏移量、冲击速度对冲击损伤缺口尺寸影响较大,钢珠直径增加、冲击速度增大,损伤增强;0°冲击时模拟叶片的损伤尺寸最大,但冲击角度对损伤尺寸的影响规律不明显;在不同工况下模拟叶片的损伤宽度均小于钢珠直径;随着偏移量增大,损伤宽度逐渐变小,损伤深度也变小,应力集中系数随之变小。 展开更多

关键词 压气机 钛合金 外物损伤 有限元 数值仿真

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压气机钛合金叶片外物损伤试验

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作者 孙震 陈少俊 +3 位作者 赵振华 李文凯 金洪江 姚婷 《航空发动机》 北大核心 2025年第3期154-159,共6页

为研究压气机钛合金叶片受外物碰撞的影响,采用空气炮试验系统开展了轴流压气机钛合金叶轮叶片和模拟前缘叶片的外物损伤试验,分析了外物类型、外物尺寸、冲击速度和冲击角度等不同试验参数对叶片前缘损伤宽度与深度的影响。结果表明:... 为研究压气机钛合金叶片受外物碰撞的影响,采用空气炮试验系统开展了轴流压气机钛合金叶轮叶片和模拟前缘叶片的外物损伤试验,分析了外物类型、外物尺寸、冲击速度和冲击角度等不同试验参数对叶片前缘损伤宽度与深度的影响。结果表明:依据真实钛合金叶片前缘特征设计的模拟前缘叶片的外物损伤特征与真实叶片误差在3%以内,模拟叶片设计方法合理;硬度大的轴承钢对叶片前缘造成的损伤最大,相同硬度但形状尖锐的钢对叶片损伤深度最大;叶片前缘损伤尺寸随外物尺寸的增大而增大,最大损伤尺寸均在外物尺寸为4 mm时呈现,但硬度较低的玻璃对叶片产生的的损伤深度有上限;叶片前缘损伤尺寸随外物冲击速度的加快而增大,冲击速度为350 m/s时损伤深度可达1.82 mm,但损伤尺寸受限于外物尺寸的大小;在冲击角度为90°时,叶片前缘达到最大损伤宽度为1.98 mm,在冲击角度为30°时损伤宽度和深度均为最小。 展开更多

关键词 压气机 钛合金 模拟前缘叶片 外物损伤试验 冲击速度 航空发动机

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FOD对TC4合金扩散焊板材HCF性能影响 被引量：2

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作者 李百洋 刘小刚 郭海丁 《航空发动机》 北大核心 2018年第5期93-97,共5页

针对外物损伤(FOD)对航空发动机宽弦空心风扇叶片高循环疲劳(HCF)性能的影响,以TC4合金3层扩散焊板件模拟宽弦空心风扇叶片典型冲击部位,采用空气炮法对TC4合金3层扩散焊板进行FOD模拟试验,对冲击角度为25°、40°和80°时... 针对外物损伤(FOD)对航空发动机宽弦空心风扇叶片高循环疲劳(HCF)性能的影响,以TC4合金3层扩散焊板件模拟宽弦空心风扇叶片典型冲击部位,采用空气炮法对TC4合金3层扩散焊板进行FOD模拟试验,对冲击角度为25°、40°和80°时的损伤状况进行了宏微观测量;采用逐级加载法对FOD后的扩散焊焊板进行HCF强度试验,获得各条件下扩散焊板件的条件疲劳极限。结果表明:在各冲击条件下,冲击角度为25°时对材料造成的损伤最严重,HCF强度降低幅度最大;FOD不仅会造成材料表面损伤,还会对内部焊缝层造成损伤。在上述因素共同作用下,扩散焊板件FOD后HCF强度显著降低,相应的疲劳缺口系数明显增大。 展开更多

关键词 TC4合金 扩散焊 外物损伤 高循环疲劳 宽弦空心风扇叶片 航空发动机

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基于CFAR和Duffing振子的FOD联合检测算法 被引量：1

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作者 刘强 钟俊 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第12期243-247,283,共6页

机场跑道异物(Foreign Object Debris,FOD)对飞行器的安全运行危害巨大。图像处理识别目标,容易受到天气、光照的影响;毫米波雷达中常用的杂波图CFAR检测算法由于机场跑道的散射,在信杂比较低时,存在虚警较大的问题。针对现有的问题,提... 机场跑道异物(Foreign Object Debris,FOD)对飞行器的安全运行危害巨大。图像处理识别目标,容易受到天气、光照的影响;毫米波雷达中常用的杂波图CFAR检测算法由于机场跑道的散射,在信杂比较低时,存在虚警较大的问题。针对现有的问题,提出一种CFAR与Duffing振子相结合的双层异物检测算法。利用传统的杂波图CFAR抑制杂波、设置阈值处理后,得到含有虚警信号的FOD回波信号,并提取FOD目标信号或者是虚警信号对应的频率信息,生成Duffing振子对应的本帧信号;再对FOD回波信号进行检测以剔除虚警信号,筛选出目标信号。通过Monte Carlo仿真验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 机场跑道异物检测 毫米波雷达杂波图CFAR 混沌理论 DUFFING振子

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低照度尘雾下煤、异物及输送带早期损伤多尺度目标智能检测方法 被引量：2

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作者 樊红卫 刘金鹏 +5 位作者 曹现刚 张超 张旭辉 李曼 马宏伟 毛清华 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期1259-1270,共12页

煤炭开采过程中矸石等异物不可避免将混入煤块中,且铁器等容易对输送带造成损伤,煤矿运输系统的智能化需要对矸石等异物和输送带损伤等进行一体化视觉检测。针对井下低照度、光照不均及尘雾等因素导致监测图像不清晰以及带面早期损伤小... 煤炭开采过程中矸石等异物不可避免将混入煤块中,且铁器等容易对输送带造成损伤,煤矿运输系统的智能化需要对矸石等异物和输送带损伤等进行一体化视觉检测。针对井下低照度、光照不均及尘雾等因素导致监测图像不清晰以及带面早期损伤小目标检测难题,提出一种低照度尘雾环境下煤炭、异物及带面早期损伤的多尺度目标智能检测方法。首先通过限制对比度自适应直方图均衡化对低照度尘雾图像进行预处理以增强图像对比度;接着通过增加浅层检测层凸显带面早期损伤小目标位置和形状等细节信息,提升带面早期损伤检测性能,且在不影响检测精度前提下去掉部分检测层及相应特征提取模块以缩小模型;然后针对主干网络特征提取能力不足问题,使用PartialConv与Res2Net构建新的P_Res2Block多尺度特征表征模块,并将其替换主干网络中C3模块的Bottleneck,得到一种新的P_RC3轻量级多尺度特征提取模块,以增加模型的感受野,提升对小目标的关注度;最后在主干网络和特征融合网络中引入轻量级高效通道注意力机制来提升通道利用率和带面早期损伤检测精度。实验结果表明,在自主构造的低照度尘雾图像数据集上,相比原始YOLOv5s,所提方法的带面早期损伤检测精度AP0.5提高了10.00%,最终精度达到91.30%,模型参数量、计算量和模型大小分别降低了34.85%、6.33%、29.86%,证明改进方法可在降低模型复杂度情况下很好地解决低照度尘雾环境下小目标检测难题。 展开更多

关键词 煤矿图像识别 煤炭与异物检测 输送带表面早期损伤 注意力机制 多尺度特征提取

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2D-SiC/SiC复合材料的弹丸冲击损伤及冲击后拉伸性能 被引量：1

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作者 李广宇 岳一凡 +3 位作者 王波 张程煜 索涛 李玉龙 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期494-500,共7页

连续纤维增韧陶瓷基复合材料以其良好的高温性能而被广泛应用在航空发动机等高温部件处,但服役过程中容易受到异物碎片冲击,这受到了广泛关注。研究采用轻气炮对化学气相渗透(CVI)技术制备的2D-SiC/SiC试样进行弹丸冲击,利用高速摄像机... 连续纤维增韧陶瓷基复合材料以其良好的高温性能而被广泛应用在航空发动机等高温部件处,但服役过程中容易受到异物碎片冲击,这受到了广泛关注。研究采用轻气炮对化学气相渗透(CVI)技术制备的2D-SiC/SiC试样进行弹丸冲击,利用高速摄像机记录冲击过程,使用光学显微镜和CT观察异物损伤(FOD)的表面和内部结构,探讨了2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤特性。结果表明,2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤形式包括锥形裂纹、层间分层、纤维断裂以及基体压溃等。通过表征损伤发现,试件背部损伤和边缘处分层损伤由反射拉伸波造成,随着冲击速度提升,弹丸与拉伸波共同作用会造成试件穿透,试件边缘分层损伤减弱。对高速冲击后的试件进行准静态拉伸试验,明确了剩余力学性能与冲击速度、弹丸直径的关系,表明剩余拉伸强度是表征冲击损伤程度的有效参数。同时,采用数字图像相关(DIC)方法获得拉伸过程中的应变分布,并结合不同弹丸直径、冲击速度冲击后的剩余拉伸强度,进一步对比探究不同变量对冲击损伤的影响。研究结果表明弹丸直径是高速冲击损伤程度的主要影响因素。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 高速冲击 异物损伤 剩余拉伸强度 数字图像相关技术

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激光冲击强化对外物损伤叶片前缘的疲劳强度影响研究 被引量：1

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作者 陆炜鑫 胡殿印 +5 位作者 鄢林 毛建兴 郭小军 单晓明 张永康 王荣桥 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期201-209,共9页

为研究激光冲击强化对某型离心叶轮外物损伤后疲劳强度的影响,设计了反映真实叶片前缘部位的特征模拟件,并结合空气炮法模拟外物损伤,对比有/无激光冲击强化模拟件的高周疲劳试验结果,发现经激光冲击强化处理后,模拟件的疲劳强度提高约... 为研究激光冲击强化对某型离心叶轮外物损伤后疲劳强度的影响,设计了反映真实叶片前缘部位的特征模拟件,并结合空气炮法模拟外物损伤,对比有/无激光冲击强化模拟件的高周疲劳试验结果,发现经激光冲击强化处理后,模拟件的疲劳强度提高约37%。同时,开展了激光冲击强化以及外物损伤后的残余应力/应变场数值仿真,结合Kitagawa-Takahashi(K-T)图法建立了考虑外物损伤与激光冲击强化的疲劳强度预测方法,与试验结果相比平均误差为7.3%,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 离心叶轮 叶片前缘 外物损伤 激光冲击强化 疲劳强度 K-T图法

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基于检索任务和改进ResNet的机场跑道异物目标识别方法 被引量：2

8

作者 刘广 李海旭 +1 位作者 侯腾 王晓成 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第S01期309-313,共5页

针对机场跑道异物(FOD)普遍存在目标尺度差异大、小目标占比大且同种材质目标形态不统一等特性,提出一种基于检索任务和改进ResNet的FOD目标识别方法。首先,在网络训练阶段通过训练得到特征提取网络,将训练集中的样本数据输入特征提取网... 针对机场跑道异物(FOD)普遍存在目标尺度差异大、小目标占比大且同种材质目标形态不统一等特性,提出一种基于检索任务和改进ResNet的FOD目标识别方法。首先,在网络训练阶段通过训练得到特征提取网络,将训练集中的样本数据输入特征提取网络,得到样本特征库;其次,在测试阶段,将测试样本输入特征提取网络,获取测试样本特征向量,计算测试样本特征向量与样本特征库中特征向量的距离;最后,将距离最近的样本类型赋予该测试样本。所提方法采用的检索任务思想在出现新类型目标时,无需重新训练网络模型,大幅地节约了人力和物力成本。另外,所提方法将ResNet50作为特征提取网络,并在此基础上增加多尺度特征提取模块(MSM)、通道注意力模块(CAM)和特征融合模块。实验结果表明,与Faster-RCNN和YOLO-V5-n方法相比,所提方法的平均识别率分别提高了2.44和0.18个百分点,能在实际应用中实现更精确的FOD识别。 展开更多

关键词 机场跑道异物 检索任务 目标识别 多尺度特征提取 注意力模块

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机械加工模拟外物损伤对钛合金叶片疲劳强度的影响

9

作者 张海洋 赵振华 +1 位作者 杜少辉 曹航 《航空发动机》 北大核心 2024年第6期74-80,共7页

为建立符合工程研制评估需求的航空发动机叶片外物损伤预制方法,开展机械加工外物损伤对钛合金叶片疲劳强度影响研究。设计了带发动机叶片前缘特征的TC4合金模拟叶片,使用2种精度的线切割工艺在模拟叶片上加工了3种尺寸V型模拟外物损伤... 为建立符合工程研制评估需求的航空发动机叶片外物损伤预制方法,开展机械加工外物损伤对钛合金叶片疲劳强度影响研究。设计了带发动机叶片前缘特征的TC4合金模拟叶片,使用2种精度的线切割工艺在模拟叶片上加工了3种尺寸V型模拟外物损伤缺口,采用步进法开展了带缺口模拟叶片应力比R=-1条件下振动疲劳试验,获得带缺口模拟叶片3×10^(7)循环数下的疲劳强度,建立了缺口理论应力集中系数K_(t)和有效应力集中系数K_(f)间的数值关系。结果表明:不同加工精度下相同缺口尺寸模拟叶片的疲劳强度平均值基本相同,加工精度越低,缺口表面状态越差,疲劳强度分散性越大;机械加工缺口K_(t)与K_(f)符合线性数值关系,K_(t)越大,疲劳强度越低,K_(f)越大。机械精加工方法能够通过缺口尺寸模拟给定K_(t)的外物损伤对疲劳强度的影响。 展开更多

关键词 外物损伤 机械加工方法 带前缘特征模拟叶片 疲劳强度 航空发动机

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外物形状对发动机叶片中残余应力场的影响分析 被引量：8

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作者 尹冬梅 钱林方 +1 位作者 栗保明 徐亚栋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期355-360,共6页

综合运用显、隐式有限元算法对航空发动机叶片进气边受不同形状外物的撞击进行数值分析,在Ansys/LS-DYNA中进行不同形状外物撞击的瞬态显式分析,然后通过显—隐式算法的转换,获得受不同形状的外物撞击后叶片中的残余应力场分布。结果表... 综合运用显、隐式有限元算法对航空发动机叶片进气边受不同形状外物的撞击进行数值分析,在Ansys/LS-DYNA中进行不同形状外物撞击的瞬态显式分析,然后通过显—隐式算法的转换,获得受不同形状的外物撞击后叶片中的残余应力场分布。结果表明,外物的形状对叶片所受的损伤是有影响的,外物撞击部位的形状越尖锐,撞击叶片后叶片中分布的最大残余拉应力值越大,导致叶片的抗疲劳强度受削弱较大;几何外形相近的外物撞击后,叶片中的残余应力场分布趋势相近。 展开更多

关键词 外物损伤 有限元法 残余应力 数值模拟 叶片 接触/撞击

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外物形状对航空发动机压气机转子叶片撞击损伤的影响 被引量：13

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作者 柴桥 李均盛 +3 位作者 杨百愚 李春旺 武晓亮 张忠平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期825-829,989,共6页

为研究外物形状对航空发动机压气机转子叶片撞击损伤的影响,以某型航空发动机一级转子叶片为研究对象,采用塑性随动硬化本构模型,利用ANSYS/LS-DYNA通用商业软件模拟了飞机滑跑过程中相同体积的圆柱体钢钉和钢球对叶片进气边同一部位的... 为研究外物形状对航空发动机压气机转子叶片撞击损伤的影响,以某型航空发动机一级转子叶片为研究对象,采用塑性随动硬化本构模型,利用ANSYS/LS-DYNA通用商业软件模拟了飞机滑跑过程中相同体积的圆柱体钢钉和钢球对叶片进气边同一部位的撞击损伤情况。在研究过程中,以发动机的最大工作状态为初始状态,外物以相对速度438.36m/s、与发动机轴线夹角为65.5o的方向撞击叶片进气边,并将相对速度每递减10%作为一个模拟状态。研究发现:相同速度(动能)下,圆柱体钢钉和钢球导致叶片产生不同形状、不同大小的缺口;对于缺口深度来说,当相对动能rE≤16 J时,钢球的撞击深度小于钢钉的撞击深度,但当rE>16 J时,情况正好相反;对于缺口宽度来说,当rE≤11 J时,钢球的撞击宽度小于钢钉的撞击宽度,但当rE>11 J时,钢球和钢钉的撞击宽度相等且保持恒定;钢球、钢钉导致叶片产生缺口的最小动能分别是6.6J和2.4J,钢钉的撞击持续时间总是大于钢球的撞击持续时间。 展开更多

关键词 叶片 数值模拟 外物损伤 钢球 钢钉

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叶片砂石撞击损伤的数值模拟与分析 被引量：11

12

作者 尹冬梅 钱林方 +1 位作者 徐亚栋 陈龙淼 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期536-539,共4页

航空发动机叶片常受到被吸入的砂石等外物的撞击而产生损伤。针对这一问题,该文采用非线性瞬态动力学软件LS-DYNA中的接触冲击算法,对航空发动机叶片的砂石撞击的瞬态响应进行了数值分析。研究了不同的撞击位置及撞击速度对叶片瞬态响... 航空发动机叶片常受到被吸入的砂石等外物的撞击而产生损伤。针对这一问题,该文采用非线性瞬态动力学软件LS-DYNA中的接触冲击算法,对航空发动机叶片的砂石撞击的瞬态响应进行了数值分析。研究了不同的撞击位置及撞击速度对叶片瞬态响应及损伤的影响。结果表明:外物撞击速度越大,接触撞击力就越大,对叶片的损伤也越大;撞击位置越接近叶片尖部,叶根处的塑性硬化越强。该文结果对于进行叶片抗外物撞击研究,尤其是硬体外物的损伤研究具有参考价值。 展开更多

关键词 航空发动机 叶片 外物损伤 非线性瞬态响应 数值模拟

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叶片受软体和硬体外物撞击的损伤分析 被引量：6

13

作者 尹冬梅 钱林方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期6-9,13,共5页

针对发动机叶片常遭受外物的撞击损伤,不同材料的外物的撞击损伤存在着差别。从能量守恒和基本水动力学的角度分析了软体和硬体撞击叶片时的不同的撞击载荷模型。通过在LS-DYNA中就软体(以明胶为例)和硬体(以砂石为例)外物对叶片的撞击... 针对发动机叶片常遭受外物的撞击损伤,不同材料的外物的撞击损伤存在着差别。从能量守恒和基本水动力学的角度分析了软体和硬体撞击叶片时的不同的撞击载荷模型。通过在LS-DYNA中就软体(以明胶为例)和硬体(以砂石为例)外物对叶片的撞击损伤过程进行了数值仿真分析。结果表明:在相同的初始撞击能量、相同的撞击速度及相同的撞击入射角度下,砂石撞击叶片时的撞击接触力幅值较大,但持续时间较明胶撞击时的要短,在撞击瞬间砂石和叶片获得最大的应变能。撞击过程中,由于明胶发生了流变,其对叶片产生的局部损伤比砂石要小。 展开更多

关键词 叶片 数值分析 外物损伤 撞击

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外物损伤对钛合金TC4高周疲劳强度的影响研究 被引量：10

14

作者 黄伟 陈伟 +1 位作者 潘辉 赵振华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期357-362,共6页

航空发动机风扇/压气机叶片工作时易遭受毫米级尺度硬物冲击产生的外物损伤(foreign object damage,FOD),在高频振动疲劳载荷作用下,FOD极易诱使裂纹萌生并快速扩展,引起叶片的疲劳断裂失效。利用空气炮试验系统,开展了TC4平板试样的FO... 航空发动机风扇/压气机叶片工作时易遭受毫米级尺度硬物冲击产生的外物损伤(foreign object damage,FOD),在高频振动疲劳载荷作用下,FOD极易诱使裂纹萌生并快速扩展,引起叶片的疲劳断裂失效。利用空气炮试验系统,开展了TC4平板试样的FOD模拟试验,对冲击损伤的宏观和微观特征进行了分析,冲击损伤区域有较明显的塑性变形、微裂纹和褶皱等特征。试验研究了FOD对TC4合金高周疲劳强度影响,得到了损伤大小对疲劳强度的影响规律。研究结果表明冲击损伤为疲劳裂纹的萌生提供了有利条件,基于光滑缺口假设的传统缺口疲劳理论在进行FOD试样的疲劳强度预测时能反映冲击损伤对疲劳强度的影响规律,但存在一定的误差。 展开更多

关键词 叶片 外物损伤 高周疲劳 疲劳强度预测

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叶片外物损伤的实验模拟及其疲劳强度的研究 被引量：7

15

作者 刘超 赵振华 陈伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期403-407,共5页

研究了空气炮法模拟外物损伤叶片的可行性,分析了外物损伤对模拟叶片疲劳强度的影响规律。用空气炮发射以300m/s左右速度发射直径1~4mm的钢珠,冲击模拟叶片,空气炮法在发射速度控制和撞击缺口深度方面具有较强的可控性及可重复性。采用... 研究了空气炮法模拟外物损伤叶片的可行性,分析了外物损伤对模拟叶片疲劳强度的影响规律。用空气炮发射以300m/s左右速度发射直径1~4mm的钢珠,冲击模拟叶片,空气炮法在发射速度控制和撞击缺口深度方面具有较强的可控性及可重复性。采用光学和扫描电子显微镜对外物损伤的宏观和微观特征进行了观察,冲击损伤处具有材料丢失、塑性变形、剪切撕裂、应力集中、微裂纹、空穴结构和材料的折叠等特征。采用步进法对部分外物损伤模拟叶片进行了高周疲劳强度测试,试验结果比较分散,且冲击损伤引起的高周疲劳强度下降不随缺口深度的增加而单调变化,表明物损伤模拟叶片的疲劳强度是受缺口的宏观特征、微观特征等综合因素的影响。 展开更多

关键词 叶片 外物损伤 步进法 疲劳强度

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异物致损铁道车轴的疲劳强度及寿命评估 被引量：7

16

作者 吴圣川 罗艳 +2 位作者 王文静 李永恒 胡春明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期84-95,共12页

车轴是高速列车关键承载部件,承受着源自车体、轨道的各种载荷,其疲劳行为直接关乎列车运行安全.疲劳裂纹往往具有较强的隐蔽性和突然性,由车轴断裂发生的列车脱轨事件具有灾难性,因此确保车轴在运行中不发生失效事故,对高速列车可靠运... 车轴是高速列车关键承载部件,承受着源自车体、轨道的各种载荷,其疲劳行为直接关乎列车运行安全.疲劳裂纹往往具有较强的隐蔽性和突然性,由车轴断裂发生的列车脱轨事件具有灾难性,因此确保车轴在运行中不发生失效事故,对高速列车可靠运行至关重要.高速列车实际运营中,车轴外表面受到各种异物击打,会形成深度达毫米级的缺陷,破坏车轴表面完整性,严重威胁车辆安全.本研究采用空气炮装置预制合金钢车轴小试样异物致损(foreign object damage,FOD)缺陷,采用扫描电子显微镜和体视显微镜观测损伤特征.开展高周疲劳试验获得光滑试样和FOD损伤小试样的疲劳S–N曲线,考虑载荷模式、表面质量和尺寸系数推证出全尺寸车轴的疲劳性能.断口分析表明,裂纹于FOD附近多处位置萌生,并在不同平面内连续扩展,最终汇聚为一个半椭圆形裂纹.基于Peterson公式和El Haddad模型估算异物冲击速度100 m/s和138 m/s试样的理论疲劳极限远低于试验结果,过于保守;同时也远低于标准推荐值,偏于危险.最后,采用修正的Miner理论公式估算含FOD实物车轴的服役寿命,满足最低25年的服役寿命. 展开更多

关键词 空心车轴 损伤容限 异物致损 剩余寿命 高速铁路

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外物损伤对25CrMo4合金车轴钢疲劳性能的影响 被引量：7

17

作者 吴圣川 徐忠伟 +2 位作者 康国政 何卫锋 戴光泽 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期658-663,共6页

为研究外物损伤(FOD)与25CrMo4钢疲劳性能的关联,采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验.首先于试样表面预制FOD缺陷;其次,通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命(S-N)曲线;同时,基于有限元方法估算不... 为研究外物损伤(FOD)与25CrMo4钢疲劳性能的关联,采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验.首先于试样表面预制FOD缺陷;其次,通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命(S-N)曲线;同时,基于有限元方法估算不同缺陷试样的应力集中系数,结合Peterson公式预测疲劳缺口系数(FNC)和疲劳极限.研究结果表明:FOD车轴钢试样的疲劳性能明显低于光滑试样,冲击速度越高,疲劳性能越低;其中边缺陷的疲劳缺口系数最大为1.52,面缺陷最小,约为1.14,但疲劳寿命分散性较大;与试验结果相比,仿真模拟和理论计算可获得更低(偏于保守)的疲劳强度估算值. 展开更多

关键词 外物损伤 铁路车轴 疲劳极限 Peterson公式 疲劳裂纹萌生

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机场跑道异物监测雷达的杂波图恒虚警率检测 被引量：5

18

作者 吴静 王洪 汪学刚 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第11期3288-3290,3308,共4页

随天线扫描平稳变化的强地杂波是实现机场跑道异物(FOD)检测的主要干扰,传统的空域恒虚警率(CFAR)处理不能有效地检测到目标,针对上述问题,提出了一种单元平均杂波图恒虚警率检测算法。首先基于系统特性和跑道环境建立了回波信号模型;... 随天线扫描平稳变化的强地杂波是实现机场跑道异物(FOD)检测的主要干扰,传统的空域恒虚警率(CFAR)处理不能有效地检测到目标,针对上述问题,提出了一种单元平均杂波图恒虚警率检测算法。首先基于系统特性和跑道环境建立了回波信号模型;然后通过杂波图划分、单元平均、递归滤波等处理技术,实现了距离—方位二维恒虚警率检测;最后进一步分析影响检测性能的主要参数。仿真结果表明,所提算法在低信杂比背景下能有效检测到弱目标,并获得较高的检测概率。 展开更多

关键词 机场跑道异物检测 调频连续波 单元平均杂波图 递归滤波

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转子叶片的外物损伤及疲劳寿命试验研究 被引量：7

19

作者 周胜田 罗荣梅 黄宝宗 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2007年第3期357-359,共3页

为了研究外物损伤(FOD)对叶片疲劳寿命的影响,用能量等效落锤冲击钛合金TC4(Ti-12Al-4A)板试件侧边,模拟转子叶片进气边受到小硬物颗粒冲击时引起的外物损伤,观测冲击后产生的缺口变形特点及缺口尺寸与冲击能量的关系,试验结果表明:冲... 为了研究外物损伤(FOD)对叶片疲劳寿命的影响,用能量等效落锤冲击钛合金TC4(Ti-12Al-4A)板试件侧边,模拟转子叶片进气边受到小硬物颗粒冲击时引起的外物损伤,观测冲击后产生的缺口变形特点及缺口尺寸与冲击能量的关系,试验结果表明:冲击产生的缺口深度,随冲击能量的增大而增加,成非线性关系。在不同循环应力下,对外物损伤试件进行了脉动循环应力疲劳试验,试验结果指出,进气边的FOD显著降低叶片的疲劳寿命,损伤试件寿命与无损情况寿命的比值随循环应力的提高而增大;存在与FOD对应的循环应力极限,当工作应力较低时可以不考虑冲击损伤的影响。 展开更多

关键词 钛合金叶片 外物损伤(fod) 疲劳寿命 冲击 能量等效

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运动参数对叶片外物损伤的影响分析 被引量：2

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作者 尹冬梅 钱林方 徐亚栋 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第4期148-150,共3页

采用终点弹道学弹丸侵彻原理,运用非正规撞击模型,建立了叶片受外物撞击的运动学模型。运用数值计算,得出了运动参数对叶片损伤的影响规律:叶片随机体的平移速度越大,或旋转的角速度越大,或撞击位置越靠近叶尖,叶片的损伤越大;初始安装... 采用终点弹道学弹丸侵彻原理,运用非正规撞击模型,建立了叶片受外物撞击的运动学模型。运用数值计算,得出了运动参数对叶片损伤的影响规律:叶片随机体的平移速度越大,或旋转的角速度越大,或撞击位置越靠近叶尖,叶片的损伤越大;初始安装角越大,叶片外物撞击时的接触撞击力越大,叶片的损伤越大;由于偏航角与倾斜角的存在,使得运动叶片与静止叶片外物损伤的模式有一定差异。其结果将对叶片抗外物撞击损伤的研究提供依据。 展开更多

关键词 叶片 外物损伤 接触撞击 数值计算

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