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镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳理论 版权信息
- ISBN：9787030664211
- 条形码：9787030664211 ; 978-7-03-066421-1
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳理论 内容简介
以制约发动机关键热端结构设计瓶颈为背景，通过系统开展涡轮叶片材料多尺度本构模型、温度应力/应力梯度及制孔工艺等影响的热机械疲劳寿命模型、涡轮叶片热机械疲劳试验技术、涡轮叶片热机械疲劳寿命评估及设计流程等研究，本书提出和发展了针对发动机涡轮叶片结构设计较完整的基础理论、设计方法及试验技术。书中紧密结合航空发动机涡轮叶片和燃气涡轮发动机涡轮叶片的工程应用实例，包括作者所在研究团队提出的基于粘塑性理论本构模型、临界距离与损伤累积结合的热机械疲劳寿命模型、涡轮叶片热机械疲劳试验技术、涡轮叶片热机械疲劳寿命评估理论及流程，以期进一步推动发动机涡轮叶片的结构设计。
镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳理论 目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 涡轮叶片概述 1
1.1.1 涡轮工作原理 1
1.1.2 涡轮叶片结构 2
1.1.3 涡轮叶片材料 3
1.2 涡轮叶片结构强度设计要求 5
1.3 涡轮叶片典型载荷特征及失效模式 7
1.3.1 涡轮叶片典型载荷特征 7
1.3.2 涡轮叶片主要失效模式 8
1.4 涡轮叶片定寿方法和技术途径 11
1.5 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估的关键科学问题 13
参考文献 14
第2章 镍基单晶高温合金热机械疲劳损伤机理 17
2.1 热机械疲劳损伤及其影响因素 17
2.1.1 蠕变损伤 17
2.1.2 疲劳损伤 23
2.1.3 氧化损伤 27
2.1.4 热机械疲劳损伤的影响因素 31
2.2 同相热机械疲劳损伤机理 32
2.2.1 同相热机械疲劳试验 32
2.2.2 断口分析 35
2.2.3 金相分析 36
2.3 反相热机械疲劳损伤机理 38
2.3.1 反相热机械疲劳试验 38
2.3.2 断口分析 39
2.3.3 金相分析 40
2.4 本章小结 43
参考文献 43
第3章 镍基单晶高温合金热机械疲劳变形行为模拟 48
3.1 各向异性黏塑性本构理论的发展 48
3.2 基于晶体滑移理论的本构模型 51
3.2.1 晶体滑移理论 51
3.2.2 不同坐标系下力学参量之间的关系 53
3.3 基于晶体滑移理论的Walker模型及其有限元实现 57
3.3.1 本构方程 57
3.3.2 材料参数的获取 60
3.3.3 本构模型的有限元实现 74
3.3.4 本构模型的修正 84
3.4 本章小结 101
参考文献 101
第4章 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测方法 106
4.1 各向异性材料疲劳寿命预测方法 106
4.2 考虑应力集中影响的疲劳寿命预测方法 110
4.2.1 名义应力法 110
4.2.2 局部应力应变法 111
4.2.3 应力场强法 112
4.2.4 临界距离理论 114
4.3 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测 116
4.3.1 基于循环损伤累积及应力集中系数修正的寿命预测 116
4.3.2 基于非线性损伤累积及临界距离理论的寿命预测 133
4.4 本章小结 140
参考文献 141
第5章 涡轮叶片热机械疲劳试验方法 146
5.1 涡轮叶片热机械疲劳试验技术 146
5.1.1 加热方法 146
5.1.2 测温方法 148
5.1.3 加载方法 149
5.1.4 涡轮叶片热机械疲劳试验系统 150
5.2 某型发动机涡轮叶片热机械疲劳试验 157
5.2.1 试验要求 157
5.2.2 应力场模拟 159
5.2.3 温度场模拟 160
5.2.4 试验过程与结果 162
5.3 本章小结 168
参考文献 169
第6章 某型镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.1 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.2 涡轮叶片热机械疲劳寿命影响因素分析 176
6.2.1 温度循环对热机械疲劳寿命的影响 176
6.2.2 晶体取向对热机械疲劳寿命的影响 179
6.3 本章小结 182
参考文献 183
前言
第1章 绪论 1
1.1 涡轮叶片概述 1
1.1.1 涡轮工作原理 1
1.1.2 涡轮叶片结构 2
1.1.3 涡轮叶片材料 3
1.2 涡轮叶片结构强度设计要求 5
1.3 涡轮叶片典型载荷特征及失效模式 7
1.3.1 涡轮叶片典型载荷特征 7
1.3.2 涡轮叶片主要失效模式 8
1.4 涡轮叶片定寿方法和技术途径 11
1.5 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估的关键科学问题 13
参考文献 14
第2章 镍基单晶高温合金热机械疲劳损伤机理 17
2.1 热机械疲劳损伤及其影响因素 17
2.1.1 蠕变损伤 17
2.1.2 疲劳损伤 23
2.1.3 氧化损伤 27
2.1.4 热机械疲劳损伤的影响因素 31
2.2 同相热机械疲劳损伤机理 32
2.2.1 同相热机械疲劳试验 32
2.2.2 断口分析 35
2.2.3 金相分析 36
2.3 反相热机械疲劳损伤机理 38
2.3.1 反相热机械疲劳试验 38
2.3.2 断口分析 39
2.3.3 金相分析 40
2.4 本章小结 43
参考文献 43
第3章 镍基单晶高温合金热机械疲劳变形行为模拟 48
3.1 各向异性黏塑性本构理论的发展 48
3.2 基于晶体滑移理论的本构模型 51
3.2.1 晶体滑移理论 51
3.2.2 不同坐标系下力学参量之间的关系 53
3.3 基于晶体滑移理论的Walker模型及其有限元实现 57
3.3.1 本构方程 57
3.3.2 材料参数的获取 60
3.3.3 本构模型的有限元实现 74
3.3.4 本构模型的修正 84
3.4 本章小结 101
参考文献 101
第4章 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测方法 106
4.1 各向异性材料疲劳寿命预测方法 106
4.2 考虑应力集中影响的疲劳寿命预测方法 110
4.2.1 名义应力法 110
4.2.2 局部应力应变法 111
4.2.3 应力场强法 112
4.2.4 临界距离理论 114
4.3 镍基单晶高温合金热机械疲劳寿命预测 116
4.3.1 基于循环损伤累积及应力集中系数修正的寿命预测 116
4.3.2 基于非线性损伤累积及临界距离理论的寿命预测 133
4.4 本章小结 140
参考文献 141
第5章 涡轮叶片热机械疲劳试验方法 146
5.1 涡轮叶片热机械疲劳试验技术 146
5.1.1 加热方法 146
5.1.2 测温方法 148
5.1.3 加载方法 149
5.1.4 涡轮叶片热机械疲劳试验系统 150
5.2 某型发动机涡轮叶片热机械疲劳试验 157
5.2.1 试验要求 157
5.2.2 应力场模拟 159
5.2.3 温度场模拟 160
5.2.4 试验过程与结果 162
5.3 本章小结 168
参考文献 169
第6章 某型镍基单晶涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.1 涡轮叶片热机械疲劳寿命评估 172
6.2 涡轮叶片热机械疲劳寿命影响因素分析 176
6.2.1 温度循环对热机械疲劳寿命的影响 176
6.2.2 晶体取向对热机械疲劳寿命的影响 179
6.3 本章小结 182
参考文献 183
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