Inconel 718材料再制造涡轮盘低周疲劳寿命分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wo86914213
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空发动机涡轮盘造价昂贵,直接更换经济效益太低,因此对失效涡轮盘进行再制造修复十分迫切。激光增材制造技术在涡轮盘再制造领域被广泛应用,激光增材再制造后涡轮盘质量要保正达到一定的使用周期,同时再制造后涡轮盘的服役环境也同样恶劣,与新品相比,不仅要受到叶片施加的离心力、涡轮盘质量本身产生的离心应力、温度梯度产生的热应力等工作应力,同时还要承受再制造工艺诱发的影响。再制造的目的是确保再制造产品具有更长的工作期限,其寿命评估技术也至关重要。在航空发动机工作时,故障主要是由于低周疲劳引起的。高压、高温和产生的残余应力也会影响涡轮盘寿命。本文主要进行激光增材制造技术制作涡轮盘材料薄壁试件性能分析,通过硬度检测实验、静载力学实验和残余应力检测实验等,分析热处理对其物理机械性能的影响,并利用有限元法进行再制造涡轮盘在工作状态下的强度分析、应力应变分析,依据所得结果进行了再制造涡轮盘低周疲劳寿命预测。本文首先利用激光熔覆设备,通过对比不同工艺参数制造的Inconel 718合金试件微观组织,选择合适的再制造工艺参数,根据所选择的工艺参数在基体上进行Inconel718合金薄壁试件激光增材制造,测试并进行实验分析、观察其性能。对热处理前后的合金试样均进行了硬度测量测试、拉伸测试和残余应力测试。分析并计算了热处理对激光熔覆材料性能的影响,热处理后,Inconel 718合金的机械性能(例如拉伸强度、材料硬度和残余应力)得到了极大的改善。其次,采用Abaqus软件,针对Inconel 718合金材料的发动机涡轮盘进行仿真寿命分析。建立涡轮盘仿真有限元模型,施加高压及高温负载及边界条件,对涡轮盘的1/41部分进行分析计算,得到应力、应变、压力、距离和热通量的关系。通过有限元分析,找到了具有最大应力的危险点,例如装配孔和圆盘孔处。然后,在涡轮盘的危险点处我们计算了低周循环疲劳寿命。结果表明,具有最大应力的圆盘孔具有最大的失效机会。考虑危险点数目以及再制造工艺对低周疲劳寿命影响,在圆盘孔处,通过使用Morrow修正公式计算低周疲劳寿命,进行了再制造涡轮盘低周疲劳寿命预测。
其他文献
近年来,随着教育改革的深化,职业教育得到飞速发展,而中等职业学校学生在心理健康方面的情况不容乐观。如何培养技能突出且身心健康的高素质人才,如何加强对职校生的心理健康教育是当前中等职业学校教育亟待解决的课题。笔者认为美术教育与心理健康教育虽然特性不同,却有着相通的交融点,实现两者的融合渗透对中职学生的心理健康和健全人格的养成具有导向作用。本文正文部分共分为七章。第一章主要阐述了本文选题缘由、研究现状
近些年来,我国的经济持续快速发展,城镇化进程明显加快,城市人口数量增长迅速,伴随而来的是城市交通压力和环境污染问题的增多,人们对优良的交通系统和美好环境的需求与日俱增。因此,地铁这种具有高效率、低污染等特点的交通基础设施,越来越被国家所重视,并且颁布了很多相关的政策和建议用于推进城市地铁项目的建设。但是建设城市地铁项目所需要的资金量是巨大的,并且它的回收周期又很漫长,政府的财政资金收入是很难完全支
近年来,随着世界各国能源需求的快速发展,埋地管道的应用越来越广泛。埋地管道布设于复杂的地下环境,因环境荷载、第三方活动等易使管道出现损伤从而发生泄漏,泄漏初期传统的监测和检测方法难以及时识别泄漏,待管道发生严重的爆管事件才能有所意识并采取补救措施。故本文中采取先进的监测技术手段对埋地管道进行实时监测,从多维度实现埋地管道运行过程中的泄漏监测具有十分重要的意义。现有的管道泄漏监测技术和方法仅能判别泄
变体飞机可以根据飞行任务及外界环境变化不断自适应地调整机翼形状,以获得最优的飞行性能,在未来的航空领域具有重大的应用前景。变体飞机的一个重要研究方向是实现翼尖的折转变形,其能够提高变体飞机的机动性、增大升阻比、减小诱导阻力、增大航程,并能降低停靠的机场级别。变体飞机的机翼翼尖需要在承受气动载荷的同时,实现折转变形。本文基于折转翼尖的研究进展,兼顾翼尖的变形能力及承载能力,提出一种基于刚柔混合结构的
航空发动机性能退化缓解控制,是针对发动机在运行过程中,由于磨损、腐蚀等原因导致气路核心部件的性能退化,通过实时估计关键气路健康参数以及控制器设计,充分挖掘发动机性能,满足飞机对发动机推力的需求。本文依托于某部委重点项目“XX发动机基础问题研究”,围绕着某型涡扇发动机性能监视以及性能退化缓解控制进行研究。本文主要内容包括:首先,基于涡扇发动机气动热力学原理,构建发动机部件级模型。在此基础上,采用偏导
运用SCP范式对中国新能源汽车产业的市场结构、市场行为和市场绩效进行分析。结果表明:新能源汽车产业纯电动市场集中度、政策性进入壁垒以及产品的功能和技术创新差异化程度仍处于较低水平,以至产业内价格恶性竞争行为频频出现;新能源汽车产业规模面临难以开辟新市场的困境,并且内部资源配置低效率开始显现。最后,从产业组织理论视角提出相应的产业政策,以促进中国新能源汽车产业健康快速发展。
信息化战争时代,电磁脉冲攻击逐渐成为最重要的作战方式之一,射频接收前端作为雷达、通信、测控等系统的核心组成部分,极易受到强电磁脉冲武器的攻击,而与之相应的电磁安全防护技术的发展却不太理想;将微波光子技术用于射频接收前端的架构中,提出全介质微波光子接收前端,使接收前端不仅有着大带宽和高速信息处理及传输能力等优点,还具有对高能电磁攻击完全免疫的特性;但是微波光子接收前端中的关键器件微环谐振器的谐振波长
复合材料以比模量和比强度高、可设计性强、耐腐蚀等特点广泛应用于航空航天结构中。通常复合材料加筋板结构是由蒙皮、筋条和横框构成,其承载能力和稳定性受到多种因素的影响,如筋条类型、胶结工艺、制造损伤、冲击损伤等。因此,系统分析各因素对加筋板承载能力的影响、有效评估和快速预测复合材料加筋板的承载能力和稳定性,对于设计人员进行结构分析和优化具有积极意义。本文分别研究了T型和工型加筋板承载性能预测的工程分析
高压压气机是涡扇航空发动机转子系统的核心部件,在这类复杂的转子结构件中,大量使用了螺栓-止口连接结构,其特点是采用止口结构的过盈配合进行定心定位,通过螺栓实现拧紧紧固,并且高压转子在高速、高温、高压运行环境下,对装配质量的要求极高,直接影响了以高压压气机为装配基准的其它转子部件的运行稳定性,甚至引起发动机运行故障,这给螺栓-止口连接结构的设计和装配提出了更高的要求。针对上述问题,本文以某型号涡扇发