范博楠
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张玉波
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王海斗
,
徐滨士
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赵杨
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.09.016
目的：研究叶盘叶片进气及出气边萌生的横向贯穿型裂纹的分布位置及深度变化对叶片一阶弯曲振动特性的影响。方法根据叶片尺寸及工况建模,得到正常叶片在静止及不同旋转速度下的一阶振动频率,并进行拟合。在正常叶片模型的基础上,通过布尔运算建立裂纹模型,研究横向贯穿型裂纹在不同分布位置及不同深度下对一阶弯曲振动频率的影响,并进行拟合。针对裂纹深度变化采集的定时信号通过DFT变换,得到正常及含有不同深度裂纹叶片的一阶频率,对建模结论进行验证。结果一阶弯曲振动频率先减小后增大,在距离叶根4.23 mm时为最小值801.16 Hz；当裂纹距叶根的距离大于35 mm时,振动频率先接近后大于正常叶片,振幅先接近后小于正常叶片,最终将35 mm设定为位置的阈值；裂纹深度的增加使振动频率单调减小,且速率不断增大。采集的信号经DFT变换得到的一阶弯曲振动频率与建模结果的误差分别为1.9%,2.0%,1.5%,0.6%。结论当叶片进气或出气边位置阈值内出现裂纹萌生及扩展时,一阶弯曲振动频率会小于正常值,此时叶片的一阶弯曲共振区域会增大,需要对旋转机械进行严格的工况监测,同时裂纹深度的增加可提高叶尖定时监测的准确性。
关键词:
裂纹分布
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裂纹深度
,
叶片
,
共振
,
弯曲振动
,
高周疲劳
闫志峰
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张红霞
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王文先
,
王凯
,
裴飞飞
机械工程材料
对AZ31B镁合金板材在室温下的高周疲劳性能进行了研究,用红外成像仪测量了疲劳试验过程中合金表面的温度变化;根据疲劳试验过程中温度-应力关系及试样表面温度分布差异,确定疲劳断裂位置和疲劳极限。结果表明：根据合金表面温度变化可以预测疲劳断裂位置;以此法确定的AZ31B镁合金的疲劳极限为107.5MPa,与常规疲劳试验测得的疲劳极限吻合较好;加载初期镁合金升温到一定温度后又下降至室温左右,在断裂前温度快速升高。
关键词:
AZ31B镁合金
,
高周疲劳
,
红外热像
,
疲劳极限
万文娟
,
韩伟
,
张继
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.23.002
综述了新型高温结构材料TiAl合金的高周疲劳行为基本特征,包括疲劳极限、疲劳强度和应力-寿命行为.分析TiAl合金高周疲劳S-N曲线特点发现,TiAl合金不具有疲劳极限,合金成分和组织形态是影响TiAl合金疲劳强度的关键因素.总结不同温度下的TiAl合金高周疲劳性能发现,当温度由韧-脆转变温度以下提高至该温度以上时,合金的高周疲劳寿命对循环应力变化的敏感性得到了明显改善.此外,还着重讨论了TiAl合金层片组织的疲劳寿命波动性问题,认为层片组织的随机取向是影响疲劳裂纹形核和小裂纹扩展过程的关键因素,从而导致合金高周疲劳寿命产生明显波动.根据该波动机理,探讨了增加TiAl合金高周疲劳寿命、降低其波动性的组织优化途径.
关键词:
TiAl
,
高周疲劳
,
S-N曲线
,
疲劳寿命波动
谢君
,
于金江
,
孙晓峰
,
金涛
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00281
通过高周疲劳性能测试和组织形貌观察, 研究了K416B镍基高温合金700 ℃的高周疲劳行为. 结果表明, 在700 ℃和应力比R=-1条件下, 合金疲劳寿命随着应力的升高而减小, 高周疲劳强度为175 MPa; 在低应力条件下, 形变位错在γ基体中发生不同取向滑移, 随着应力增加, 位错剪切γ'相, 形成层错; 在拉压高周疲劳期间, 合金中开动多个滑移系, 并沿不同方向发生扭曲变形, 在γ +γ'共晶及碳化物附近产生应力集中, 致使裂纹源萌生于合金表面附近的共晶及块状碳化物处. 随着高周疲劳进行, 裂纹在扩展区沿枝晶间扩展, 并在瞬断区发生典型的解理断裂.
关键词:
K416B镍基高温合金
,
高周疲劳
,
变形机制
,
断裂特征
郭强
,
郭杏林
,
樊俊铃
,
吴承伟
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00546
基于固有耗散理论和计算模型,对FV520B钢的高周疲劳性能进行了较为系统的实验研究.结果表明,随着施加的交变应力幅的增大,FV520B钢的固有耗散也不断增大.其变化规律的拐点对应于固有耗散产生机制的转变,从单纯地由材料微结构的可逆运动(位错线在强钉扎点之间的摆动)引起,到由材料微结构的可逆运动和不可逆运动(永久滑移的产生、强钉扎点的脱钉以及位错的增殖)共同引起.并且,固有耗散拐点的应力幅值就是导致材料疲劳损伤累积的临界应力幅值,即疲劳极限.另外,实验还表明,FV520B钢在等幅交变应力下具有相对稳定的损伤演化速率,且损伤演化速率由应力幅值决定,与加载次序无关;每一周加载造成的疲劳损伤也不受加载频率的影响.当FV520B钢在疲劳过程中累积的与微结构不可逆演化相关的固有耗散部分达到一个临界值时,材料即发生疲劳断裂,且这个临界值是一个与加载历史无关的材料常数.
关键词:
FV520B钢
,
固有耗散
,
高周疲劳
,
微结构运动
谢君
,
于金江
,
孙晓峰
,
金涛
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00281
通过高周疲劳性能测试和组织形貌观察,研究了K416B镍基高温合金700℃的高周疲劳行为.结果表明,在700℃和应力比R=-1条件下,合金疲劳寿命随着应力的升高而减小,高周疲劳强度为175MPa;在低应力条件下,形变位错在γ基体中发生不同取向滑移,随着应力增加,位错剪切γ'相,形成层错;在拉压高周疲劳期间,合金中开动多个滑移系,并沿不同方向发生扭曲变形,在γ+γ'共晶及碳化物附近产生应力集中,致使裂纹源萌生于合金表面附近的共晶及块状碳化物处.随着高周疲劳进行,裂纹在扩展区沿枝晶间扩展,并在瞬断区发生典型的解理断裂.
关键词:
K416B镍基高温合金
,
高周疲劳
,
变形机制
,
断裂特征
