航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2011年
2期
337-343
,共7页
涡轮叶片%定向凝固%低周疲劳%有限元方法%晶粒
渦輪葉片%定嚮凝固%低週疲勞%有限元方法%晶粒
와륜협편%정향응고%저주피로%유한원방법%정립
针对几何形状完全相同但材料不同的两种涡轮叶片,采用相同的试验方法进行高温低周疲劳试验,普通铸造K403合金叶片和定向凝固DZ22B合金叶片却在不同的部位破坏,K403合金叶片在试验考核的榫齿部位断裂,而DZ22B合金叶片的榫齿在叶身根部断裂前均未出现裂纹.为了解释上述试验结果,展开了两类叶片试验条件应力场的有限元分析和定向凝同叶片晶粒形貌的数值模拟.研究结果表明:相同几何结构的普通铸造叶片和定向凝固叶片,其应力分布趋势相似,应力峰值均出现在叶片第一榫齿处;定向凝固叶片的失效模式与普通铸造叶片不同,其破坏不仅与应力场分布有关,而且受叶片各部位的晶粒形貌影响,叶片的失效不一定发生在应力最大的部位.
針對幾何形狀完全相同但材料不同的兩種渦輪葉片,採用相同的試驗方法進行高溫低週疲勞試驗,普通鑄造K403閤金葉片和定嚮凝固DZ22B閤金葉片卻在不同的部位破壞,K403閤金葉片在試驗攷覈的榫齒部位斷裂,而DZ22B閤金葉片的榫齒在葉身根部斷裂前均未齣現裂紋.為瞭解釋上述試驗結果,展開瞭兩類葉片試驗條件應力場的有限元分析和定嚮凝同葉片晶粒形貌的數值模擬.研究結果錶明:相同幾何結構的普通鑄造葉片和定嚮凝固葉片,其應力分佈趨勢相似,應力峰值均齣現在葉片第一榫齒處;定嚮凝固葉片的失效模式與普通鑄造葉片不同,其破壞不僅與應力場分佈有關,而且受葉片各部位的晶粒形貌影響,葉片的失效不一定髮生在應力最大的部位.
침대궤하형상완전상동단재료불동적량충와륜협편,채용상동적시험방법진행고온저주피로시험,보통주조K403합금협편화정향응고DZ22B합금협편각재불동적부위파배,K403합금협편재시험고핵적순치부위단렬,이DZ22B합금협편적순치재협신근부단렬전균미출현렬문.위료해석상술시험결과,전개료량류협편시험조건응력장적유한원분석화정향응동협편정립형모적수치모의.연구결과표명:상동궤하결구적보통주조협편화정향응고협편,기응력분포추세상사,응력봉치균출현재협편제일순치처;정향응고협편적실효모식여보통주조협편불동,기파배불부여응력장분포유관,이차수협편각부위적정립형모영향,협편적실효불일정발생재응력최대적부위.
