鈦合金材料高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)分析及載荷譜處理技術(shù).pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和風(fēng)扇葉片抗疲勞設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)研究是重要的研究工作，它對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和延長(zhǎng)使用壽命都有深遠(yuǎn)的意義。而單純的高周疲勞研究和低周疲勞研究并不能根本解決實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題，因此需要從高低周復(fù)合疲勞的角度來(lái)研究。本文主要從載荷譜處理技術(shù)和TC11高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)分析兩個(gè)方面來(lái)研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和風(fēng)扇葉片用材料的疲勞壽命。
本文首先根據(jù)疲勞強(qiáng)度基本理論，使用常用的高低周復(fù)合疲勞波形分解方法

2、進(jìn)行高低周復(fù)合疲勞壽命分析，此波形分解方法與雨流法是一致的。其次再根據(jù)線性累積損傷準(zhǔn)則進(jìn)行復(fù)合疲勞壽命預(yù)估。使用MATLAB和VC++進(jìn)行混合編程實(shí)現(xiàn)雨流法、進(jìn)行載荷譜處理和使用線性累積損傷準(zhǔn)則進(jìn)行壽命預(yù)估，此程序不僅可以用于高低周復(fù)合疲勞載荷譜的處理，也可以用于隨機(jī)載荷譜的處理。
本文重點(diǎn)是進(jìn)行TC11的維氏硬度試驗(yàn)、靜拉伸試驗(yàn)、高周疲勞試驗(yàn)和高低周復(fù)合疲勞試驗(yàn)，并進(jìn)行斷口分析。靜拉伸試驗(yàn)的結(jié)果與材料手冊(cè)的結(jié)果相吻合，在

3、106周越出試棒的靜拉伸力學(xué)性能幾乎沒有改變。疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明在最大應(yīng)力一定的條件下，隨著應(yīng)力比的降低高低周復(fù)合疲勞的壽命也降低。在相同疲勞載荷下高低周復(fù)合疲勞的壽命比純高周疲勞壽命要長(zhǎng)。對(duì)疲勞試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線分析表明，TC11材料的彈性模量不隨疲勞過(guò)程變化,而其在疲勞斷裂前應(yīng)力應(yīng)變曲線逐漸向右平移直至斷裂，表明材料內(nèi)部在疲勞載荷下產(chǎn)生了損傷，出現(xiàn)殘余變形。最后對(duì)斷口進(jìn)行分析表明疲勞源大多數(shù)起源于材料表面，而兩根106周越出試棒疲勞源