航空发动机叶片TC4钛合金振动疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测

摘要：

目的 研究TC4钛合金的振动疲劳特性及寿命预测.方法 通过共振疲劳试验,分析裂纹尖端应力强度因子的变化规律,计算不同应力水平下疲劳裂纹扩展的速率,建立剩余寿命预测计算模型.结果 裂纹尖端的应力强度因子是表征裂纹扩展速率快慢的有效参数,与裂纹长度及应力场的大小相关.在裂纹扩展初期应力为274 MPa的条件下,裂纹扩展速率的试验值与计算值吻合较好.通过寿命预测模型计算可知,当初始裂纹为0.5 mm,最终裂纹长度达到5mm时,在应力为274、366、422 MPa的条件下,振动循环周期分别为36 577、19 090、13 865.结论 在应力比为-1的振动条件下,裂纹扩展速率随应力水平的增大而加快,同时初始裂纹长度越长,应力相同时,裂纹扩展速率提高.通过寿命预测模型,可计算出结构件的使用寿命.

关键词：TC4钛合金、疲劳裂纹扩展、剩余寿命预测

所属期刊栏目：45

分类号：TG111.8(金属学与热处理)

资助基金：民航科技重大专项MHRD20130204;中央高校基本科研业务费资助项目3122015L002Supported by Science and Technology Major Project by Civil Aviation Administration of China MHRD20130204 and Fundamental Research Funds for the Central Universities 3122015L002

在线出版日期：2016-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：207-213