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第1章 概述1

1.1燃气涡轮发动机1

1.2涡轮叶片的结构形式5

1.3涡轮叶片的材料和制造工艺7

1.4涡轮叶片的失效模式10

1.4.1涡轮叶片所受载荷10

1.4.2涡轮叶片的主要失效模式11

1.5涡轮叶片疲劳寿命的研究方法19

1.6本书的研究方法和思路25

1.7本书的内容安排27

参考文献27

第2章 高温疲劳基本知识33

2.1概述33

2.2疲劳基本知识33

2.2.1疲劳破坏的特点33

2.2.2疲劳应力及相关曲线35

2.2.3疲劳寿命的概率统计40

2.2.4 载荷谱41

2.3疲劳累积损伤理论44

2.4 蠕变/疲劳交互作用45

2.4.1蠕变45

2.4.2蠕变/疲劳寿命预测47

2.5高低周复合疲劳51

2.5.1高低周复合疲劳的特点51

2.5.2复合疲劳寿命预测52

2.5.3双频比法应用实例53

参考文献62

第3章 低周疲劳65

3.1概述65

3.2低周疲劳试验技术66

3.2.1载荷谱及转换66

3.2.2应力场及模拟71

3.2.3温度场及模拟77

3.2.4试验系统79

3.2.5数据处理81

3.3铸造叶片的低周疲劳83

3.3.1改进工艺对寿命的影响83

3.3.2改进检测方法对寿命的影响87

3.3.3微裂纹对寿命的影响90

3.4锻造叶片的低周疲劳91

3.5小结97

参考文献98

第4章 蠕变/疲劳100

4.1概述100

4.2叶身部位蠕变/疲劳寿命100

4.2.1确定考核部位101

4.2.2载荷谱换算及寿命预测104

4.2.3蠕变/疲劳试验107

4.2.4试验结果及数据分析110

4.2.5蠕变伸长量121

4.2.6断口分析125

4.3榫齿根部蠕变/疲劳寿命126

4.3.1蠕变/疲劳试验127

4.3.2试验条件考核部位应力场及变化129

4.3.3工作条件考核部位应力场及变化132

4.3.4 断口分析133

4.4小结135

参考文献136

第5章 复合疲劳138

5.1概述138

5.2复合疲劳试验技术140

5.2.1考核部位及工作应力场140

5.2.2载荷谱141

5.2.3加载方式及夹具设计142

5.2.4 应力场标定与振动应力监测143

5.2.5叶片加温145

5.2.6复合疲劳试验系统145

5.3寿命预测理论与方法146

5.3.1反推法146

5.3.2对比法161

5.4小结168

参考文献169

第6章 定向凝固叶片的疲劳特点170

6.1概述170

6.2低周疲劳172

6.2.1试验方案172

6.2.2试验结果173

6.2.3试验条件下叶片的应力场176

6.2.4低周疲劳特点178

6.3高低周复合疲劳178

6.3.1试验方案178

6.3.2试验结果179

6.3.3与普通铸造叶片对比182

6.3.4复合疲劳特点183

6.4小结184

参考文献184

第7章 定向凝固叶片模拟件的疲劳蠕变试验研究185

7.1概述185

7.2模拟件设计185

7.2.1几何特征186

7.2.2显微组织188

7.2.3应力分布190

7.3模拟件显微组织的数值仿真192

7.3.1数值模型192

7.3.2宏观物理场193

7.3.3显微组织197

7.3.4与腐蚀显晶结果对比199

7.4叶片显微组织的数值模拟200

7.4.1数值模型200

7.4.2宏观物理场201

7.4.3 显微组织203

7.5低周疲劳试验205

7.5.1试验方案205

7.5.2试验结果206

7.5.3数据分析208

7.6蠕变试验211

7.6.1试验方案211

7.6.2试验结果212

7.6.3数据分析213

7.7小结217

参考文献218

第8章 总结219