短壽命發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)高溫強(qiáng)度分析方法研究.pdf

1、短壽命渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是巡航導(dǎo)彈等無(wú)人飛行器的動(dòng)力裝置。由于具有一次性使用的特點(diǎn)，低成本是這類發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)要求。然而在降低成本的同時(shí)，必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有高可靠性，即保證發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和壽命。因此，開展短壽命發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和壽命預(yù)測(cè)方法研究具有重要的工程意義。
　　本文針對(duì)短壽命發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)分析的需要，選取某發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件用材料TC11鈦合金，開展了短壽命范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)高溫持久壽命預(yù)測(cè)方法的研究和驗(yàn)證。主要

2、工作和結(jié)果如下：
　　開展了TC11鈦合金的高溫拉伸和蠕變/持久試驗(yàn)，獲得了TC11鈦合金在500℃下的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線和蠕變曲線，以及11～110小時(shí)范圍內(nèi)的短壽命持久數(shù)據(jù)。開展了TC11鈦合金缺口件的高溫持久試驗(yàn)，獲得了三種不同缺口圓棒試樣在500℃下的持久壽命數(shù)據(jù)。
　　采用非線性各向同性硬化模型分別建立了TC11鈦合金的工程應(yīng)力應(yīng)變彈塑性本構(gòu)方程和真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變彈塑性本構(gòu)方程。結(jié)果表明，非線性各向同性硬化模型可以很好

3、地描述TC11鈦合金在500℃下的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線和真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線。采用θ參數(shù)法分別建立了TC11鈦合金的工程應(yīng)力蠕變本構(gòu)方程和真實(shí)應(yīng)力蠕變本構(gòu)方程，對(duì)比結(jié)果表明：θ參數(shù)法可以較好地描述TC11鈦合金高溫蠕變曲線的三個(gè)階段。
　　評(píng)估了三種基于小變形有限元分析的缺口圓棒持久壽命預(yù)測(cè)方法。結(jié)果表明：基于缺口圓棒的最小截面的面積平均有效應(yīng)力，結(jié)合材料的熱強(qiáng)綜合參數(shù)持久壽命方程，可獲得相對(duì)較好的壽命預(yù)測(cè)結(jié)果，持久壽命預(yù)測(cè)結(jié)果均分布