国家自然科学基金(50875080)
- 作品数：7 被引量：22H指数：3
- 相关作者：丁智平赵萍陈吉平曾军王腾飞更多>>
- 相关机构：湖南工业大学中国航空动力机械研究所中南大学更多>>
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- 相关领域：理学航空宇航科学技术金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究被引量：10
- 2012年
- 基于正交设计,分别在680℃和850℃下进行DD3镍基单晶合金薄壁圆管试样([001]取向)拉/扭非比例加载低周疲劳试验,研究等效应变范围、应变路径角、拉/扭载荷相位角、循环特性和温度诸因素对镍基单晶合金多轴低周疲劳寿命的影响作用.疲劳试验数据的极差分析表明,应变路径角、拉/扭载荷相位角和等效应变范围是影响疲劳寿命的主要因素.将菱形应变加载路径区分为比例加载段和非比例加载段,提出了表征非比例加载效应的等效应变参量,并通过引入单晶应变三轴性因子反映拉/扭应变路径角对多轴疲劳寿命的影响.用考虑非比例加载效应的等效应变范围和单晶应变三轴性因子构造循环塑性应变能损伤参量,进行多元线性回归分析,疲劳寿命回归模型与试验寿命具有很好的相关性,所有试验数据都落在2.0倍的偏差分布带之内.
- 丁智平陈吉平王腾飞赵萍
- 关键词：镍基单晶合金低周疲劳正交各向异性正交设计
- 基于单胞模型镍基单晶高温合金低周疲劳寿命的预测被引量：2
- 2012年
- 基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征,建立了γ/γ′双相单胞有限元模型,并基于能量耗散理论,引入统一表征非对称载荷循环特性和拉/扭多轴效应的k参量,以循环塑性应变能作为损伤参量,建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型;分别利用宏观有限元模型和γ/γ′双相单胞微观有限元模型对[001]取向的DD3、PWA1480和CMSX-2镍基单晶高温合金的单轴、多轴低周疲劳试验过程进行数值模拟。结果表明:微观单胞有限元模型反映了试验合金的微观结构特性,其预测精度明显优于宏观有限元模型的;上述3种合金几乎所有的试验数据分别落在1.3,2.0和2.0倍偏差分布带内。
- 丁智平李明王腾飞杨荣华
- 关键词：镍基单晶合金单胞模型低周疲劳
- 单晶切口试样低周疲劳特性研究被引量：3
- 2010年
- 基于镍基单晶高温合金DD3切口试样低周疲劳对比试验,得出了相同温度和应力比条件下,切口疲劳寿命受应力集中系数和加载的综合影响,不能仅凭部件某一位置的应力集中程度或受力情况而判断其疲劳寿命.把试验加载条件、材料参数及约束等写入ABAQUS的子程序FATIGUE001中,对切口低周疲劳特性进行了数值模拟,结果表明:切口尖端存在应力松弛,松弛程度受加载及应力集中程度的影响,应力松弛会在一定程度上减弱疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命;同时,在切口尖端发生了明显的棘轮效应,因此当塑性变形增加到一定程度切口就会有裂纹启裂直至试样最后断裂.
- 赵萍何清华李维陆波丁智平
- 关键词：低周疲劳应力松弛棘轮效应
- 基于微观胞元的镍基单晶合金应力松弛数值模拟
- 2013年
- 对DD3镍基单晶高温合金薄壁圆筒试样在680℃进行了拉/扭低周疲劳试验,基于单晶合金的微观结构特性,建立了γ/γ′双相微观多胞元力学模型,采用双线性随动Hill硬化模型,对试样进行拉/扭循环位移加载有限元数值模拟。研究结果表明:高温非对称循环载荷下,试样轴向表现出应力松弛行为和非弹性形变累积,其中基体相最先出现塑性累积变形,导致低周疲劳破坏。数值模拟研究发现,使用单个胞元模型进行拉/扭多轴位移加载,会出现边界应力畸变现象,与试验结果不相吻合,而采用多个胞元力学模型则可以避免发生边界应力畸变现象,能够更好地模拟高温非对称循环载荷下的应力松弛行为和对单晶合金进行应力弱化损伤研究。
- 曾军丁智平方建辉白晓鹏
- 关键词：镍基单晶合金应力松弛
- 基于灰色理论镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究被引量：2
- 2014年
- 基于灰色理论研究DD3镍基单晶合金高温多轴非比例加载低周疲劳特性,对等效应变范围、温度、应变路径角、拉/扭载荷相位角和轴向应变比等影响疲劳寿命的因素进行灰色关联度分析,并引入损伤参量Q表征非对称循环特性和拉/扭多轴效应,以参量Q、等效应变范围Δεe和Mises等效应力范围Δσe构造疲劳损伤参量,建立低周疲劳寿命GM(1,N)预测模型。结果表明,各影响因素与多轴低周疲劳寿命的关联度等级依次为等效应变范围、温度和应变路径角为一级,拉/扭载荷相位角为二级,轴向应变比为三级;680℃和850℃温度下的GM(1,N)疲劳寿命模型的预测寿命与试验寿命的绝对关联度分别为0.97、0.86,平均相对误差分别为4.9%、6.0%;两种温度的试验数据几乎分别落在1.93、2.13倍偏差分布带内。
- 陈吉平丁智平曾军白晓鹏王卫峰
- 关键词：镍基合金多轴疲劳非比例加载灰色预测
- DD3单晶的Hill屈服准则应用研究被引量：5
- 2010年
- 将Hill屈服准则用于DD3单晶不同温度不同取向的屈服应力预测,结果表明:Hill屈服准则中材料参数的选择对计算结果有很大的影响,且不能同时准确预测单晶三个主要承载方向的屈服强度。根据单晶材料的屈服特点,考虑到单晶材料在任意方向上剪应力及其相互作用对屈服强度的影响,通过在Hill屈服函数中加入一修正项建立了适用于单晶的新屈服函数,能对晶体取向为[001],[011]和[111]的屈服强度进行非常准确的预测,在其它方向上结果也比较满意。
- 赵萍何清华李维陆波丁智平
- 关键词：屈服强度
- 镍基单晶合金多轴非对称循环加载应力弱化损伤与低周疲劳研究被引量：3
- 2013年
- 研究DD3镍基单晶合金在高温多轴非对称循环载荷下的低周疲劳特性,对比分析试样的应力应变响应和试验参数与疲劳寿命的关系,发现材料的循环硬化、软化特性与温度、加载相位角、应变加载路径有关;低周疲劳试验的轴向应变范围对疲劳破坏的贡献较大,切向应变范围的贡献较小;在轴向非对称循环载荷作用下,不同取向的试样均表现出应力松弛和非弹性应变累积现象,存在应力弱化损伤。引入与疲劳寿命呈指数函数关系的参量F表征材料在高温非对称循环载荷下产生的应力弱化损伤,结合von Mises等效应变范围、单晶应力三轴性因子和晶体取向函数构造循环塑性应变能作为疲劳损伤参量,建立疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,表明模型与试验寿命具有很好的相关性。
- 丁智平曾军陈吉平
- 关键词：单晶合金应力比低周疲劳
