丁智平
,
陈吉平
,
尹泽勇
,
杨治国
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.04.002
在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,结果表明,晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短.用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响.引人参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系.根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,提出循环塑性应变能的计算方法,构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系.用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,所有试验数据均落在2.6倍偏差的分布带内.
关键词:
镍基单晶合金
,
非对称循环载荷
,
低周疲劳
,
循环塑性应变能
丁智平
,
李明
,
王腾飞
,
杨荣华
机械工程材料
基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征，建立了γ／γ′双相单胞有限元模型，并基于能量耗散理论，引入统一表征非对称载荷循环特性和拉／扭多轴效应的k参量，以循环塑性应变能作为损伤参量，建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型；分别利用宏观有限元模型和γ／γ′双相单胞微观有限元模型对[001]取向的DD3、PWA1480和CMSX-2镍基单晶高温合金的单轴、多轴低周疲劳试验过程进行数值模拟。结果表明：微观单胞有限元模型反映了试验合金的微观结构特性，其预测精度明显优于宏观有限元模型的；上述3种合金几乎所有的试验数据分别落在1．3，2．0和2．0倍偏差分布带内。
关键词:
镍基单晶合金
,
单胞模型
,
低周疲劳
,
寿命预测
赵萍
,
何清华
,
李维
,
陆波
,
丁智平
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.3.015
将Hill屈服准则用于DD3单晶不同温度不同取向的屈服应力预测,结果表明:Hill屈服准则中材料参数的选择对计算结果有很大的影响,且不能同时准确预测单晶三个主要承载方向的屈服强度.根据单晶材料的屈服特点,考虑到单晶材料在任意方向上剪应力及其相互作用对屈服强度的影响,通过在Hill屈服函数中加入一修正项建立了适用于单晶的新屈服函数,能对晶体取向为[001],[011]和[111]的屈服强度进行非常准确的预测,在其它方向上结果也比较满意.
关键词:
DD3单晶
,
修正Hill屈服准则
,
材料参数
,
屈服强度
陈吉平
,
丁智平
,
尹泽勇
,
杨治国
,
成晓鸣
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.04.003
进行DD3单晶合金在680℃温度下[001]、[011]和[111]三种取向的非对称循环载荷低周疲劳试验研究.结果表明:晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短;用取向函数修正应变幅度可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响;通过引入参量k表示非对称循环载荷产生的平均应力对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系.对应变幅度、取向函数和参量k与光滑或缺口疲劳试样的循环寿命进行相关性分析,发现无论是处于单轴应力状态还是复杂应力状态,应用多元线性回归分析方法拟合DD3单晶合金低周疲劳寿命曲线,相关系数最大,效果最好.
关键词:
镍基单晶合金
,
低周疲劳
,
晶体取向
,
非对称循环载荷
丁智平
,
陈吉平
,
尹泽勇
,
杨治国
,
陈晓鸣
稀有金属材料与工程
根据损伤应变能释放率的定义表达式,将各向同性材料应力三轴性因子拓展到正交异性材料,定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子.用它修正Mises应变范围作为疲劳损伤参量,可以显著消除晶体取向和多轴载荷对疲劳寿命的影响.用损伤应变能释放率作为热力学广义力描述正交异性材料的疲劳损伤过程,引入取向函数和损伤驱动力循环特征参数反映晶体各向异性对疲劳损伤的非线性影响以及循环载荷的交变特性,提出了单晶合金低周疲劳损伤模型.利用CMSX-2镍基单晶合金薄壁圆筒试样的拉-扭循环载荷低周疲劳试验数据和DD3镍基单晶合金缺口试样的低周疲劳试验数据,运用多元线性回归分析方法拟合模型的材料常数,试验所得数据分别落在2.5倍和2.0倍偏差分布带内.
关键词:
镍基单晶合金
,
正交各向异性
,
复杂应力状态
,
低周疲劳寿命
丁智平
,
王腾飞
,
李明
,
陈吉平
材料研究学报
在680和850℃下对DD3镍基单晶合金进行多轴非比例加载低周疲劳试验,结果表明等效应变范围△ε_e、试验温度、等效应力范围△σ_e对单晶合金的低周疲劳寿命有显著影响。基于能量耗散理论,引入参量k表征多轴非比例加载对疲劳寿命的影响,构造循环塑性应变能作为损伤参量,建立镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型。参量k与循环寿命之间呈幂函数关系。根据镍基单晶合金的微观尺度结构特征.建立γ/γ′双相单胞有限元模型,进行多轴非比例循环加载应力应变数值模拟。根据宏观有限元模型和γ/γ′双相单胞微观有限元模型的计算结果,以及镍基单晶合金680和850℃低周疲劳试验数据,对疲劳寿命模型进行多元线性回归分析,结果表明微观单胞有限元模型的分析精度比宏观有限元模型显著提高,两种温度下的试验数据分别落在1.6倍和2.0倍偏差分布带内。
关键词:
金属材料
,
低周疲劳
,
单晶合金
,
多轴非比例加载
,
单胞模型
,
寿命预测
陈吉平
,
白晓鹏
,
丁智平
,
唐先贺
,
黄友剑
,
穆龙海
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201607015
在不同温度下，对 WJ-8微孔聚氨酯粘弹性材料进行动态粘弹性试验，研究了它的储能模量和损耗模量与温度、频率以及应变幅值之间的关系；采用一到四阶广义 Maxwell 本构模型对扫频试验数据进行拟合，最后选用四阶Maxwell模型参数，采用 Hypermensh和Abaqus软件对微孔聚氨酯弹性垫板的动态性能台架试验进行有限元模拟，并将模拟得到的存贮刚度、损耗因子与试验值进行了对比.结果表明：在－20~100℃的温度区间，该材料的储能模量和损耗模量均随温度升高而呈单调减小；当频率为0~5 Hz时，储能模量和损耗模量随着频率的增大而增大；在0~4％的应变幅值区间，随着应变幅值增大，损耗模量逐渐增大，储能模量逐渐减小；存贮刚度的模拟值与试验值的平均相对误差为5．2％，损耗因子的平均相对误差为9．1％，证明了有限元模拟结果的准确性.
关键词:
聚氨酯
,
粘弹性材料
,
垫板
,
动态力学性能
