Ti-6Al-4V鈦合金燕尾榫結構微動疲勞性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、燕尾榫聯結結構是汽輪機、航空發(fā)動機等動力機械中聯結轉子和葉片的重要結構,其結構完整性對動力機械的安全服役至關重要。燕尾榫結構工作環(huán)境惡劣,應力狀態(tài)復雜,榫頭與榫槽聯結面因離心力和振動載荷作用極易發(fā)生微動疲勞現象進而失效,是葉片的主要失效形式,給動力機械的運轉帶來巨大安全隱患和經濟損失。微動疲勞現象非常復雜,還有很多問題亟待研究和解決,因此對燕尾榫榫結構微動疲勞性能展開研究具有重要意義。
  鈦合金具有密度小、比強度高、耐腐蝕性好等

2、優(yōu)良性能,在航空航天、機械、生物工程、醫(yī)療等領域應用十分廣泛,但其耐磨性差,極易發(fā)生微動疲勞現象,因此對鈦合金的微動疲勞性能進行研究十分必要。本文選用研制最早、工藝最成熟、應用最廣泛的老牌鈦合金Ti-6Al-4V進行研究。
  論文根據微動疲勞領域的研究進展,基于榫型結構微動疲勞試驗,研究了不同疲勞載荷下 Ti-6Al-4V鈦合金燕尾榫結構微動疲勞裂紋萌生擴展規(guī)律,并對磨損表面磨損情況進行分析,探究微動疲勞裂紋萌生擴展機理,疲勞載

3、荷對微動疲勞壽命的影響,為該材料工程上小裂紋的止裂及微動疲勞的防護提供數據支持。本文主要研究工作和成果如下:
  1.針對 Ti-6Al-4V榫型結構進行微動疲勞試驗,試驗在相同應力比,相同加載頻率,不同疲勞載荷下進行。通過試驗得到該結構微動疲勞壽命曲線,并與同種材料常規(guī)疲勞壽命曲線對比,結果表明微動疲勞現象的發(fā)生使得構件的疲勞壽命下降了約70%。微動疲勞壽命曲線較常規(guī)疲勞壽命曲線陡峭,即在該應力范圍內載荷的增大對微動疲勞壽命的影

4、響較小。
  2.試驗中通過間歇試驗測量得到裂紋擴展壽命曲線,并實時觀測微觀裂紋萌生擴展情況。從曲線中可以看出疲勞載荷對微動裂紋萌生壽命的影響不大,主要影響裂紋擴展壽命。裂紋在接觸應力與循環(huán)載荷共同作用下以一定角度起裂并擴展一定距離后轉向與接觸表面垂直方向,在循環(huán)載荷的作用下擴展至斷裂失效。
  3.在掃描電鏡下對接觸區(qū)域磨損形貌進行分析,粘著區(qū)損傷輕微,滑移區(qū)損傷最為嚴重,但該區(qū)域快速磨損導致新生微裂紋很快被磨平,降低了宏

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