热能动力工程

作者：林枫,梁晨,季晨,孙景国

单位：中国船舶集团公司第七〇三研究所,,中国船舶集团公司第七〇三研究所,,中国船舶集团公司第七〇三研究所,,中国船舶集团公司第七〇三研究所,

关键词：燃气轮机;仿真分析;低周疲劳;裂纹扩展;疲劳寿命;

基金：先进船舶发动机技术全国重点实验室基金

为提高船用燃气轮机涡轮盘的寿命设计水平,本文基于数值仿真方法分析获得的典型循环载荷作用下涡轮盘应力、应变状态,预测涡轮盘裂纹萌生位置及寿命。针对涡轮盘高温合金材料开展不同温度下疲劳裂纹扩展试验,建立涡轮盘裂纹扩展速率模型,通过ANSYS和裂纹扩展程序仿真获得裂纹扩展历程及寿命。研究表明:涡轮盘通气孔与中心孔等典型位置为裂纹萌生危险位置,涡轮盘材料裂纹扩展速率随温度升高而明显增加,涡轮盘裂纹萌生寿命涡轮盘开裂模式为张开型主导,涡轮盘疲劳裂纹扩展寿命为18525次循环,本研究可为燃气轮机涡轮盘损伤容限设计提供有价值的参考。

来源：2025年第6期

《热能动力工程》期刊编辑部

查看热能动力工程杂志2025年第6期