热能动力工程

作者：吴云伍,刘一雄,王威,李莹,耿瑞,韩方军

单位：中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,,中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,,中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,,中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,,中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,,中国航空发动机集团 沈阳发动机研究所,

关键词：寿命预测;各向异性;涡轮叶片;热机械疲劳;晶体塑性理论

基金：航空动力基金；基础性稳定支持项目

航空发动机涡轮叶片的热机械疲劳寿命的快速准确预测，是提高发动机安全性和可靠性的关键问题之一。以IC10合金涡轮叶片为研究对象，基于晶体塑性理论，建立了弹塑性本构关系和三参数幂函数能量法寿命预测模型。根据真实涡轮叶片载荷条件，确定叶片热机械疲劳寿命薄弱位置为叶根处气膜孔，并设计了薄壁模拟件开展数值模拟和试验研究，获取了4种热机械疲劳载荷条件下的应力-应变关系和寿命。结果表明：以晶体塑性理论为基础的各向异性本构？？能够很好地表征IC10 合金的弹塑性应力-应变关系，计算得到的薄壁圆管试验件的热机械疲劳寿命与试验结果基本一致，在2倍误差带以内，所构建的三参数幂函数能量法模型具有参数少、易获取的优势，可为复杂结构涡轮叶片热机疲劳寿命设计提供一定的参考。

来源：2024年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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