高Nb-TiAl合金高温力学行为本构建模仿真技术 被引量：2

1

作者 董成利 于慧臣 +2 位作者 焦泽辉 孔凡涛 陈玉勇 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期80-87,共8页

针对新研制的高Nb-TiAl合金(Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.02Y(原子分数/%)),开展了750℃条件下不同应变速率的单轴拉伸、低周疲劳、疲劳-蠕变交互和蠕变试验,获得了相应试验条件下的试验数据和曲线,基于宏观唯象Chaboche黏塑性统一本构模型... 针对新研制的高Nb-TiAl合金(Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.02Y(原子分数/%)),开展了750℃条件下不同应变速率的单轴拉伸、低周疲劳、疲劳-蠕变交互和蠕变试验,获得了相应试验条件下的试验数据和曲线,基于宏观唯象Chaboche黏塑性统一本构模型,采用Ohno-Wang修正项准确表征材料的循环硬化/软化行为。另外,为了准确模拟材料的加速蠕变阶段,在Chaboche黏塑性统一本构模型中耦合Kachanov损伤演化率,采用自适应的显式Euler法将微分形式的本构模型离散为差分方程组,并植入到有限元软件ABAQUS的用户材料子程序UMAT中,实现对高Nb-TiAl合金在不同试验条件下力学行为的仿真模拟。结果表明,采用考虑Ohno-Wang修正并耦合Kachanov损伤的Chaboche黏塑性统一本构模型能够准确模拟高Nb-TiAl合金不同应变速率的单轴拉伸、低周疲劳、疲劳-蠕变交互和蠕变行为,且预测精度较高,满足实际工程需要。 展开更多

关键词 高Nb-TiAl合金 低周疲劳 疲劳-蠕变交互 蠕变 本构模型

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某燃气轮机涡轮叶片维修周期方案设计 被引量：2

2

作者 车明 宋洁琼 +2 位作者 魏佳明 蓝吉兵 余沛坰 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第6期451-454,共4页

以某型燃气轮机机组为例,对其涡轮叶片维修周期制定方法进行研究。基于准三维方法获得涡轮叶片运行各时刻温度场分布,通过有限元分析获得涡轮叶片应力/应变场分布,并计算6只叶片的低循环疲劳和蠕变寿命,根据线性累积损伤法则获得6只叶... 以某型燃气轮机机组为例,对其涡轮叶片维修周期制定方法进行研究。基于准三维方法获得涡轮叶片运行各时刻温度场分布,通过有限元分析获得涡轮叶片应力/应变场分布,并计算6只叶片的低循环疲劳和蠕变寿命,根据线性累积损伤法则获得6只叶片的疲劳/蠕变交互曲线。结合该机组的实际运行工况以及涡轮叶片的疲劳/蠕变交互曲线,并采用西门子等效运行小时方法,对比了4种不同的维修周期方案对机组运行可靠性和维修经济性的影响,结果表明,每隔24000EOH或750Cycles进行涡轮叶片维修的方案为最佳。 展开更多

关键词 准三维分析 疲劳-蠕变交互 等效运行小时 维修周期

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一种TiAl合金的高温疲劳-蠕变交互力学行为与寿命预测方法 被引量：1

3

作者 董成利 胡晓安 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期36-44,共9页

针对TiAl合金开展750℃条件下的低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)和疲劳-蠕变交互(creep-fatigue interaction,CFI)性能实验,所有实验均采用应变控制,应变比为–1,应变幅为0.4%且保持恒定,应变速率为1×10–3 s–1。对TiAl合金在高... 针对TiAl合金开展750℃条件下的低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)和疲劳-蠕变交互(creep-fatigue interaction,CFI)性能实验,所有实验均采用应变控制,应变比为–1,应变幅为0.4%且保持恒定,应变速率为1×10–3 s–1。对TiAl合金在高温LCF和CFI实验条件下的应力-应变稳态迟滞环、循环硬化/软化、应力松弛和寿命进行研究和对比分析,并采用Morrow修正方法和本工作提出的统一寿命预测模型对TiAl合金的高温LCF和CFI寿命进行预测,最后对TiAl合金的高温LCF和CFI试样的失效机理进行分析。结果表明:(1)与高温LCF相比,TiAl合金的CFI性能在应力-应变稳态迟滞环、循环硬化/软化现象、应力松弛行为和寿命等方面均有明显区别;(2)Morrow修正方法不能对TiAl合金的高温LCF和CFI寿命进行准确预测,而本工作提出的统一寿命模型预测寿命位于实验寿命的±1.5倍分散带以内,预测能力较高;(3)TiAl合金高温LCF和CFI裂纹均萌生于试样表面,TiAl合金高温LCF试样呈现出穿晶断裂特征,而其CFI试样呈现出穿晶和沿晶的混合断裂特征。 展开更多

关键词 TIAL合金 高温 低周疲劳 疲劳-蠕变交互 寿命预测

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1.25Cr0.5Mo钢疲劳-蠕变交互作用的损伤研究 被引量：11

4

作者 陈志平 蒋家羚 陈凌 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期637-642,共6页

以连续损伤力学(CDM)的经典损伤理论为基础,对疲劳、蠕变及其交互作用下的损伤演化分别进行了研究,进而推导出一个新的疲劳-蠕变交互作用的损伤模型．为将上述模型方便的运用于工程实际之中,通过1．25Cr0．5Mo钢光滑试样540℃环境下应... 以连续损伤力学(CDM)的经典损伤理论为基础,对疲劳、蠕变及其交互作用下的损伤演化分别进行了研究,进而推导出一个新的疲劳-蠕变交互作用的损伤模型．为将上述模型方便的运用于工程实际之中,通过1．25Cr0．5Mo钢光滑试样540℃环境下应力控制的梯形波加载实验,对工程中容易测量的轴向变形即平均应变的变化规律进行了研究,选取平均应变的变化作为损伤变量,用上述模型进行了1．25Cr0．5Mo钢光滑试样540℃下的疲劳-蠕变交互作用的损伤描述,结果表明实验损伤点与该模型的损伤演化规律符合较好．在上述模型和平均应变变化规律的基础上,对工程上如何进行失效判定进行了相应的探讨． 展开更多

关键词 疲劳 蠕变 疲劳-蠕变交互作用 损伤变量 平均应变

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18CrNbTi铁素体不锈钢的高温疲劳性能 被引量：6

5

作者 刘天龙 陈立佳 +1 位作者 毕洪运 车欣 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期309-314,共6页

为了确定应力保载和气氛环境对18CrNbTi铁素体不锈钢高温疲劳性能的影响规律,在800℃及轴向拉-拉应力控制模式下研究了18CrNbTi铁素体不锈钢在氩气和模拟汽车尾气环境中且在最大拉应力处引入10s保载时间的高温疲劳行为,并与18CrNbTi不... 为了确定应力保载和气氛环境对18CrNbTi铁素体不锈钢高温疲劳性能的影响规律,在800℃及轴向拉-拉应力控制模式下研究了18CrNbTi铁素体不锈钢在氩气和模拟汽车尾气环境中且在最大拉应力处引入10s保载时间的高温疲劳行为,并与18CrNbTi不锈钢在大气环境中无保载时间的高温疲劳行为进行了对比。此外,利用扫描电子显微镜对高温疲劳断口形貌进行了观察与分析。结果表明,在大气环境中,18CrNbTi铁素体不锈钢的疲劳极限为25MPa;引入10s保载时间后,18CrNbTi不锈钢的疲劳抗力和疲劳寿命均显著降低;与在氩气环境中相比,18CrNbTi不锈钢在模拟汽车尾气环境中的疲劳抗力和疲劳寿命进一步降低。在不同实验条件下,疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生并以穿晶方式扩展。 展开更多

关键词 铁素体不锈钢 高温疲劳 疲劳-蠕变交互作用 氧化 疲劳断裂

原文传递

一种定向凝固镍基高温合金的高温低周疲劳行为 被引量：6

6

作者 于慧臣 李影 +1 位作者 张国栋 吴学仁 《失效分析与预防》 2008年第1期1-6,共6页

本文研究了一种定向凝固镍基高温合金的高温低周疲劳行为。结合对合金微观变形结构的观察,分析了温度、应变保持时间对合金低周疲劳性能的影响。结果表明,温度对合金的变形有着明显影响,在760℃以下合金呈现循环硬化,而在850℃和980℃... 本文研究了一种定向凝固镍基高温合金的高温低周疲劳行为。结合对合金微观变形结构的观察,分析了温度、应变保持时间对合金低周疲劳性能的影响。结果表明,温度对合金的变形有着明显影响,在760℃以下合金呈现循环硬化,而在850℃和980℃时则表现为循环软化,这是由于合金在不同温度范围内具有不同的微观变形机制。在应变峰值、应变谷值以及同时在应变峰值和谷值分别引入保持时间后,合金的高温低周疲劳寿命均有一定程度的降低。 展开更多

关键词 定向凝固镍基高温合金 低周疲劳 疲劳-蠕变交互作用 微观结构 循环应力响应

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DD3单晶合金高温蠕变、疲劳及其交互作用机制 被引量：4

7

作者 赵萍 何清华 +1 位作者 李维 陆波 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1-4,共4页

研究不同温度、不同应力下DD3单晶合金不同取向的疲劳、蠕变及疲劳-蠕变交互作用机制。结果表明:给定的实验条件下,DD3单晶的疲劳、蠕变及其交互作用均具有明显的各向异性,均以[111]取向的寿命最长,[001]取向次之,[011]取向最短,在相同... 研究不同温度、不同应力下DD3单晶合金不同取向的疲劳、蠕变及疲劳-蠕变交互作用机制。结果表明:给定的实验条件下,DD3单晶的疲劳、蠕变及其交互作用均具有明显的各向异性,均以[111]取向的寿命最长,[001]取向次之,[011]取向最短,在相同温度和应力条件下以疲劳时的各向异性程度最为显著;DD3单晶具有较强的抗蠕变能力和相对较弱的抗疲劳能力,疲劳-蠕变交互作用中蠕变起主要作用。 展开更多

关键词 单晶 疲劳 蠕变 疲劳-蠕变交互作用

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高温多轴疲劳损伤与寿命预测研究进展 被引量：7

8

作者 蔡能 尚德广 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期576-582,共7页

介绍国内外疲劳—蠕变交互作用研究的一些进展 ,其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳—蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳—蠕变损伤累积模型及寿命预测方法 ,即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力... 介绍国内外疲劳—蠕变交互作用研究的一些进展 ,其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳—蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳—蠕变损伤累积模型及寿命预测方法 ,即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力法进行较为详尽的描述 。 展开更多

关键词 疲劳损伤 多轴疲劳 高温疲劳 疲劳寿命预测 疲劳蠕变交互作用

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奥氏体不锈钢损伤机制的研究现状与展望 被引量：4

9

作者 岳丹 刘峰 付婧 《石油化工设备》 CAS 2009年第1期58-61,共4页

对奥氏体不锈钢在高温疲劳蠕变交互作用下损伤机制的理论分析方法进行了综述。通过对这些理论的实验方法进行介绍和分析,指出了这些不同理论方法的优缺点,并对它们的发展趋势作了展望。

关键词 奥氏体不锈钢 疲劳蠕变交互作用 损伤机制 疲劳寿命

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高铌TiAl合金在疲劳蠕变作用下的裂纹萌生及扩展 被引量：4

10

作者 余龙 宋西平 +3 位作者 张敏 李宏良 焦泽辉 于慧臣 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1253-1259,共7页

利用SEM原位观察技术研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750℃疲劳蠕变交互作用下的裂纹萌生及扩展行为,循环实验采用在最大拉应力保载的梯形波.结果表明,裂纹主要在片层团界面萌生,裂纹萌生方式包括蠕变空洞和疲劳微裂纹.... 利用SEM原位观察技术研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750℃疲劳蠕变交互作用下的裂纹萌生及扩展行为,循环实验采用在最大拉应力保载的梯形波.结果表明,裂纹主要在片层团界面萌生,裂纹萌生方式包括蠕变空洞和疲劳微裂纹.片层团界面处的微裂纹先通过吞并蠕变空洞或在裂纹尖端应力集中作用下沿片层团界面进行扩展,然后相互连接长大;当裂纹扩展受到不同取向的片层团界面阻碍时,受阻的裂纹开始沿试样厚度方向扩展,且附近伴随出现垂直于载荷方向的微裂纹;最终受阻的裂纹相互连接直至合金断裂.将实验结果与该合金在相同条件下疲劳变形和蠕变变形的原位观察结果进行了比较.结合实验结果建立了高铌TiAl合金在疲劳蠕变交互作用下裂纹萌生及扩展示意模型. 展开更多

关键词 TIAL合金 疲劳蠕变交互作用 原位观察 裂纹萌生 裂纹扩展

原文传递

基于热流固耦合仿真的高压涡轮叶片寿命评估

11

作者 范满意 陈祎凡 +1 位作者 孔祥兴 张会生 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期175-182,194,共9页

为了解决发动机热端部件剩余寿命评估难题,以高压涡轮一级叶片为研究对象,提出了一种基于有限元和神经网络的联合预测模型。首先,采用热流固耦合仿真技术为寿命理论模型提供初始数据及考核部位;然后,考虑疲劳蠕变的交互作用,结合工程应... 为了解决发动机热端部件剩余寿命评估难题,以高压涡轮一级叶片为研究对象,提出了一种基于有限元和神经网络的联合预测模型。首先,采用热流固耦合仿真技术为寿命理论模型提供初始数据及考核部位;然后,考虑疲劳蠕变的交互作用,结合工程应用经验与时间-寿命分数法,创建剩余寿命评价指标;最后,为提高寿命预测的快速性和经济性,基于有限元仿真分析数据和神经网络算法,构建并训练叶片寿命预测模型。实际数据的验证结果表明:该模型预测结果与国外商用软件的剩余寿命评估指标接近;一级静叶和一级动叶的等效运行时间相对误差分别在1%和3%以内。 展开更多

关键词 寿命预测 有限元仿真 热流固耦合 疲劳蠕变交互作用

原文传递

1.25Cr0.5Mo钢疲劳蠕变及免于蠕变失效分析 被引量：3

12

作者 范志超 陈学东 +1 位作者 陈凌 蒋家羚 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2021-2026,共6页

为对高温环境下CrMo钢设备的安全使用进行评估,提出了1.25Cr0.5Mo钢免于蠕变评定的判定条件.进行了1.25Cr0.5Mo钢540℃环境下应力控制的疲劳蠕变交互作用的试验,得到了材料的循环硬化特性曲线,并对不同应力幅和平均应力条件下非弹性应... 为对高温环境下CrMo钢设备的安全使用进行评估,提出了1.25Cr0.5Mo钢免于蠕变评定的判定条件.进行了1.25Cr0.5Mo钢540℃环境下应力控制的疲劳蠕变交互作用的试验,得到了材料的循环硬化特性曲线,并对不同应力幅和平均应力条件下非弹性应变、平均应变、非弹性应变能随循环周次的变化规律进行了研究,建立了第一类、第三类疲劳蠕变交互作用断裂特征图.研究结果发现,在应力幅略小于平均应力的条件下,材料产生疲劳蠕变交互作用,材料断裂寿命下降较快,材料断裂延性达到最低.当应力幅大于等于平均应力时,可忽略蠕变因素的影响,材料可免于蠕变评定. 展开更多

关键词 疲劳蠕变交互 应力控制 循环行为 断裂特征图

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高温合金的蠕变及疲劳-蠕变-环境交互作用规律和机理 被引量：16

13

作者 郭建亭 袁超 侯介山 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期487-504,共18页

综合了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组在高温合金蠕变研究方面的主要成果:蠕变和断裂规律及其机理,蠕变-环境交互作用及其机理,蠕变阻力模型以及疲劳-蠕变-环境交互作用规律及其机理。

关键词 高温合金 蠕变机理 蠕变阻力模型 疲劳-蠕变-环境交互作用

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