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题名涡轮盘篦齿裂纹扩展的有限元数值模拟
被引量：3
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作者
任远
张成成
高靖云
李孟光
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机构
中航商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心
上海量维信息科技有限公司
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2016年第2期152-159,165,共9页
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基金
上海市"引进技术消化与吸收"专项资金资助(12XI-04)
上海科委科研计划项目(13DJ1400200)
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文摘
为了详细考察篦齿裂纹的扩展规律,对篦齿裂纹从齿尖一直扩展到即将完全穿透篦齿环的过程进行了数值模拟.含篦齿裂纹的涡轮盘有限元模型采用子模型法建立,使用M积分计算裂纹前沿的应力强度因子;在确定篦齿裂纹前沿每一节点处的局部扩展方向及距离后,通过样条曲线拟合出新裂纹前沿,并依靠自适应网格划分实现裂纹区有限元网格的更新.数值模拟结果表明,篦齿根部过渡圆角顶部可以视为裂纹缓慢扩展阶段与快速扩展阶段的分界点,在此之前篦齿裂纹以穿透型裂纹的形态以较低的速度进行扩展,在此之后篦齿裂纹开始向表面裂纹进行转化,并且平均扩展速度大大增加,分界点前的裂纹扩展寿命是之后的数倍.此外,由数值模拟结果还可以发现,增大篦齿根部过渡圆角半径以及减小相邻篦齿的间距,均有助于延缓篦齿裂纹的扩展.
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关键词
篦齿裂纹
涡轮盘
裂纹扩展
应力强度因子
疲劳寿命
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Keywords
sealing labyrinth crack
turbine disc
crack growth
stress intensity factor
fatigue life
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分类号
V231.95
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O346.2
[理学—固体力学]
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题名基于断裂力学方法的粉末盘低周疲劳寿命预测
被引量：7
- 2
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作者
任远
张成成
高靖云
李孟光
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机构
中航商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心
上海量维信息科技有限公司
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2016年第14期61-68,73,共9页
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基金
上海市"引进技术消化与吸收"专项资金(12XI-04)
上海科委科研计划项目(13DJ1400200)资助
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文摘
为克服传统寿命预测未能考虑粉末合金夹杂物的缺陷,在某粉末封严盘定寿过程中,使用计算断裂力学方法模拟了夹杂缺陷从初始状态一直增大到可检尺度的扩展过程,并将该过程经历的循环数作为裂纹萌生寿命。在考虑小裂纹扩展速率修正的情况下萌生寿命为1639循环,若不采用修正则为4956循环,说明忽略"小裂纹效应"会得出偏于危险的萌生寿命计算结果。对含裂纹有限元模型的建立、裂纹扩展寿命计算中积分路径的选取等问题进行了讨论。使用断裂力学方法预测裂纹萌生寿命需要重复多次有限元计算及前沿光顺化处理,时间耗费较大,但在精确定量分析方面具有优势,可作为现有方法的有益补充,为发动机限寿件检修周期的确定提供依据。
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关键词
断裂力学
粉末高温合金
裂纹扩展
夹杂物
低周疲劳寿命
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Keywords
fracture mechanics
powder metallurgy
superalloy crack
propagation inclusion
low cycle fatigue life
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分类号
V231.95
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O346.2
[理学—固体力学]
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