涡轮叶片疲劳

序一

序二

前言

第1章 概述

1.1 燃气涡轮发动机

1.2 涡轮叶片的结构形式

1.3 涡轮叶片的材料和制造工艺

1.4 涡轮叶片的失效模式

1.4.1 涡轮叶片所受载荷

1.4.2 涡轮叶片的主要失效模式

1.5 涡轮叶片疲劳寿命的研究方法

1.6 本书的研究方法和思路

1.7 本书的内容安排

参考文献

第2章 高温疲劳基本知识

2.1 概述

2.2 疲劳基本知识

2.2.1 疲劳破坏的特点

2.2.2 疲劳应力及相关曲线

2.2.3 疲劳寿命的概率统计

2.2.4 载荷谱

2.3 疲劳累积损伤理论

2.4 蠕变/疲劳交互作用

2.4.1 蠕变

2.4.2 蠕变/疲劳寿命预测

2.5 高低周复合疲劳

2.5.1 高低周复合疲劳的特点

2.5.2 复合疲劳寿命预测

2.5.3 双频比法应用实例

参考文献

第3章 低周疲劳

3.1 概述

3.2 低周疲劳试验技术

3.2.1 载荷谱及转换

3.2.2 应力场及模拟

3.2.3 温度场及模拟

3.2.4 试验系统

3.2.5 数据处理

3.3 铸造叶片的低周疲劳

3.3.1 改进工艺对寿命的影响

3.3.2 改进检测方法对寿命的影响

3.3.3 微裂纹对寿命的影响

3.4 锻造叶片的低周疲劳

3.5 小结

参考文献

第4章 蠕变/疲劳

4.1 概述

4.2 叶身部位蠕变/疲劳寿命

4.2.1 确定考核部位

4.2.2 载荷谱换算及寿命预测

4.2.3 蠕变/疲劳试验

4.2.4 试验结果及数据分析

4.2.5 蠕变伸长量

4.2.6 断口分析

4.3 榫齿根部蠕变/疲劳寿命

4.3.1 蠕变/疲劳试验

4.3.2 试验条件考核部位应力场及变化

4.3.3 工作条件考核部位应力场及变化

4.3.4 断口分析

4.4 小结

参考文献

第5章 复合疲劳

5.1 概述

5.2 复合疲劳试验技术

5.2.1 考核部位及工作应力场

5.2.2 载荷谱

5.2.3 加载方式及夹具设计

5.2.4 应力场标定与振动应力监测

5.2.5 叶片加温

5.2.6 复合疲劳试验系统

5.3 寿命预测理论与方法

5.3.1 反推法

5.3.2 对比法

5.4 小结

参考文献

第6章 定向凝固叶片的疲劳特点

6.1 概述

6.2 低周疲劳

6.2.1 试验方案

6.2.2 试验结果

6.2.3 试验条件下叶片的应力场

6.2.4 低周疲劳特点

6.3 高低周复合疲劳

6.3.1 试验方案

6.3.2 试验结果

6.3.3 与普通铸造叶片对比

6.3.4 复合疲劳特点

6.4 小结

参考文献

第7章 定向凝固叶片模拟件的疲劳蠕变试验研究

7.1 概述

7.2 模拟件设计

7.2.1 几何特征

7.2.2 显微组织

7.2.3 应力分布

7.3 模拟件显微组织的数值仿真

7.3.1 数值模型

7.3.2 宏观物理场

7.3.3 显微组织

7.3.4 与腐蚀显晶结果对比

7.4 叶片显微组织的数值模拟

7.4.1 数值模型

7.4.2 宏观物理场

7.4.3 显微组织

7.5 低周疲劳试验

7.5.1 试验方案

7.5.2 试验结果

7.5.3 数据分析

7.6 蠕变试验

7.6.1 试验方案

7.6.2 试验结果

7.6.3 数据分析

7.7 小结

参考文献

第8章 总结

《涡轮叶片疲劳》考虑了高温环境下的低周疲劳、蠕变/疲劳、复合疲劳等多种失效模式，对包括铸造、锻造、定向凝固等多种工艺的航空燃气涡轮发动机涡轮叶片（包括部分模拟件）开展了系统的疲劳寿命研究；介绍了作者课题组发展的高温疲劳寿命研究的试验技术和理论方法，并介绍了一些新的试验现象。书中针对真实涡轮叶片的研究结果与叶片在外场的使用情况（故障）基本一致；发展的试验技术和理论方法既可以用于当前航空发动机型号的排故和可靠性的提高，也可应用在新型号发动机的研制、设计改型等预先研究任务中。《涡轮叶片疲劳》可作为燃气涡轮发动机相关领域的科研技术人员、高校师生的参考书，也可供高温结构力学、疲劳寿命领域的相关科研人员参考。