湖南省自然科学基金(02JJY5014)
- 作品数：14 被引量：51H指数：5
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- 相关机构：中国航空动力机械研究所中南大学湖南工业大学更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术理学一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 一种镍基单晶合金多轴低周疲劳损伤参量被引量：3
- 2006年
- 用损伤应变能释放率作为热力学广义力描述正交各向异性材料的疲劳损伤过程,定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子,它不仅反映多轴载荷下的复杂应力状态,还显示正交各向异性材料偏轴受载时存在的正应力与剪应力的耦合效应,是对各向同性材料应力三轴性因子的拓展。用镍基单晶应力三轴性因子修正M ises应变范围作为疲劳损伤参量,引入损伤驱动力循环特征参数反映循环载荷的交变特性,提出了单晶合金低周疲劳损伤模型。利用DD 3和CM SX-2单晶合金低周疲劳试验数据,采用多元线性回归分析方法拟合疲劳损伤模型参数,试验所得数据都落在2倍和2.5倍偏差分布带内。
- 丁智平陈吉平尹泽勇杨治国陈晓鸣
- 关键词：航空航天推进系统单晶合金复杂应力状态
- 镍基单晶合金弹塑性本构模型被引量：7
- 2004年
- Hill模型用于面心立方单晶的弹塑性变形,在描述屈服特性的晶向相关性时精度不高。考虑正交各向异性材料在偏轴受载时存在拉、剪应力耦合效应的影响,通过增加一项由应力偏张量分量的二次项乘积构成的应力不变量,对Hill屈服模型进行修正,并根据单晶合金的屈服特点提出了新的单晶合金屈服准则。用该屈服准则对DD3单晶合金的屈服应力进行预测,760℃时能很好地符合试验结果;与Hill屈服准则比较,预测精度显著提高。在此基础上,重新定义了适合新屈服准则的等效应力,并由联合流动法则,以屈服函数作为塑性势函数,采用等向硬化模型,建立了单晶合金的弹塑性本构模型,推导出相应的弹塑性矩阵。对于各向同性材料,新屈服准及其等效应力则退化为VonMises屈服准则和其相应的等效应力。
- 丁智平刘义伦尹泽勇杨治国成晓鸣
- 关键词：单晶合金正交各向异性屈服准则弹塑性本构模型
- 镍基单晶合金复杂应力状态低周疲劳寿命预测被引量：5
- 2006年
- 根据损伤应变能释放率的定义表达式,将各向同性材料应力三轴性因子拓展到正交异性材料,定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子。用它修正Mises应变范围作为疲劳损伤参量,可以显著消除晶体取向和多轴载荷对疲劳寿命的影响。用损伤应变能释放率作为热力学广义力描述正交异性材料的疲劳损伤过程,引入取向函数和损伤驱动力循环特征参数反映晶体各向异性对疲劳损伤的非线性影响以及循环载荷的交变特性,提出了单晶合金低周疲劳损伤模型。利用CMSX-2镍基单晶合金薄壁圆筒试样的拉-扭循环载荷低周疲劳试验数据和DD3镍基单晶合金缺口试样的低周疲劳试验数据,运用多元线性回归分析方法拟合模型的材料常数,试验所得数据分别落在2.5倍和2.0倍偏差分布带内。
- 丁智平陈吉平尹泽勇杨治国陈晓鸣
- 关键词：镍基单晶合金正交各向异性复杂应力状态
- 立方晶体单晶材料屈服面的研究被引量：3
- 2004年
- 将Hill屈服准则用于:DD3镍基单晶合金屈服应力的预测,通过与试验结果比较发现,在760℃时的误差较大。根据立方单晶材料的屈服特点,用正应力偏张量平方与剪应力偏张量平方乘积项构成的应力不变量考虑单晶合金偏轴受载时存在的拉、剪应力耦合效应,提出了一个在工程上实用的新屈服准则。在新屈服准则中出现的参数可以通过单向拉伸试验确定,给出了确定这些参数的方法,并重新定义了适合新屈服准则的等效应力和等效应变。对各向同性材料,新屈服准则退化为Von Mises屈服准则,新定义的等效应力和 等效应变退化为Von Mises等效应力和等效应变。用新屈服准则对国产DD3单晶合金的屈服应力进行预测,能很好地符合试验结果;与Hill屈服准则比较,在760℃时的预测精度显著提高。
- 丁智平刘义伦尹泽勇杨治国成晓鸣
- 关键词：单晶合金各向异性屈服准则屈服应力
- 面心立方晶体单晶材料弹塑性本构模型被引量：14
- 2004年
- 基于正交各向异性材料在偏轴受载时存在拉、剪应力耦合效应的影响,通过增加一项由应力偏张量分量的二次乘积项构成的应力不变量,对Hill屈服模型进行修正,并根据面心立方晶体单晶材料的屈服特点提出了新的屈服准则。用新屈服准则对国产DD3单晶合金的屈服应力进行预测,预测结果与试验结果相吻合;新屈服准则与Hill屈服准则相比,在760℃时的预测精度显著提高。在此基础上,重新定义适合新屈服准则的等效应力和等效应变,并由联合流动法则,以屈服函数作为塑性势函数,建立面心立方晶体单晶材料的弹塑性本构模型,推导出相应的弹塑性矩阵。对于各向同性材料,新屈服准及其等效应力和等效应变退化为VonMises屈服准则和其相应的等效应力与等效应变。
- 丁智平刘义伦尹泽勇杨治国成晓鸣
- 关键词：单晶材料正交各向异性屈服准则弹塑性本构模型面心立方
- 镍基单晶合金非对称循环载荷低周疲劳实验研究与寿命预测被引量：5
- 2007年
- 对三种不同晶体取向的DD3单晶合金试样在680℃温度下进行非对称循低周疲劳试验,表明晶体取向对疲劳寿命有显著影响.用取向函数修正总应变范围可在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响,引入参量k表示非对称循环载荷对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系.根据影响单晶合金低周疲劳寿命的主要因素,提出由总应变范围、取向函数和参量k构成循环塑性应变能的计算方法。用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用DD3单晶合金低周疲劳试验数据进行验证,光滑试样和缺口试样试验数据分别落在2.6倍和2倍的偏差分布带内.
- 陈吉平丁智平尹泽勇刘义伦
- 关键词：单晶合金低周疲劳
- 非对称循环载荷下镍基单晶合金低周疲劳损伤研究被引量：2
- 2005年
- 通过分析影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,对循环塑性应变能的计算方法进行了研讨,认为构成塑性应变能的主要因素应包括循环等效应力范围、全应变范围、晶向参数和平均应力等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系。利用试验数据对循环塑性应变能与镍基单晶合金低周疲劳寿命之间的相关性进行定量分析,结果表明:循环塑性应变能与镍基单晶合金低周疲劳寿命之间存在着比较密切的相关关系。
- 丁智平刘义伦尹泽勇
- 关键词：单晶合金低周疲劳
- 面心立方晶体单晶材料多轴低周疲劳寿命的估算方法被引量：2
- 2008年
- 用立方晶体单晶材料的等效应变和等效应力作为参量,考虑正交各向异性材料偏轴受载时存在正应力和切应力的耦合效应,引入k参量描述非对称循环载荷对疲劳寿命的影响,建立工程上实用的幂函数形式的面心立方晶体单晶材料多轴低周疲劳寿命预测模型。将立方晶体单晶材料屈服准则及其弹塑性本构模型集成到ANSYS软件中,对DD3单晶合金在680℃温度下的低周疲劳缺口试样进行非对称载荷循环应力应变分析。对不同的模型参量进行多元回归相关分析,发现用立方晶体单晶材料等效应变和等效应力作为模型参量拟合的回归曲线的相关系数最大,k参量与循环次数之间呈幂函数关系。利用CMSX-2镍基单晶合金薄壁圆筒试样的拉—扭循环载荷低周疲劳试验数据和DD3镍基单晶合金缺口试样的低周疲劳试验数据对模型进行验证,试验所得数据分别落在2.5倍和2.0倍偏差分布带内。
- 陈吉平丁智平尹泽勇
- 关键词：单晶材料正交各向异性低周疲劳
- 复杂应力状态镍基单晶合金低周疲劳损伤模型被引量：2
- 2005年
- 根据连续介质损伤力学理论,采用应变能释放率作为热力学广义力描述正交异性材料的疲劳损伤过程,引入取向函数考虑镍基单晶合金晶体取向对疲劳损伤的非线性影响,提出了一个各向异性疲劳损伤模型。应用多元线性回归分析方法,拟合疲劳试验数据可确定模型参数。从应变能释放率的应变空间表达式出发,导出了含有3个弹性常数的单晶合金应变三轴性因子,它既反映了材料性能的晶体取向相关性,又反映了正应力和剪应力的相互作用,并可退化为各向同性材料的应变三轴性因子。利用该模型对CMSX-2镍基单晶合金在应力控制对称循环拉-扭载荷作用下的低周疲劳寿命进行预测,预测值与试验值吻合的相当好,试验所得数据均落在2.2倍偏差的分布带内。
- 丁智平陈吉平尹泽勇
- 关键词：单晶合金正交各向异性低周疲劳
- 燃气涡轮转子盘-片系统三维非线性循环应力-应变分析被引量：8
- 2004年
- 燃气涡轮转子盘 -片系统的几何形状和结构形式比较复杂 ,在高温、高转速的恶劣条件下工作 ,准确的应力分析是进行强度计算和疲劳寿命预测的重要前提。使用ANSYS有限元结构分析软件 ,建立了燃气涡轮盘 -片接触系统三维循环对称有限元模型 ,考虑了叶片材料的各向异性、涡轮盘与叶片榫头之间的接触非线性、材料的弹塑性变形和温度不均匀引起的热应力等情况 ,数值模拟涡轮盘 -叶片组件的受力状态及边界条件 ,进行三维非线性循环应力 -应变分析。
- 丁智平刘义伦尹泽勇杨治国成晓鸣
- 关键词：燃气轮机涡轮盘叶片非线性有限元
