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商品簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱
商品簡介
《渦輪葉片疲勞》考慮了高溫環境下的低周疲勞、蠕變/疲勞、復合疲勞等多種失效模式，對包括鑄造、鍛造、定向凝固等多種工藝的航空燃氣渦輪發動機渦輪葉片（包括部分模擬件）開展了系統的疲勞壽命研究；介紹了作者課題組發展的高溫疲勞壽命研究的試驗技術和理論方法，并介紹了一些新的試驗現象。書中針對真實渦輪葉片的研究結果與葉片在外場的使用情況（故障）基本一致；發展的試驗技術和理論方法既可以用于當前航空發動機型號的排故和可靠性的提高，也可應用在新型號發動機的研制、設計改型等預先研究任務中。《渦輪葉片疲勞》可作為燃氣渦輪發動機相關領域的科研技術人員、高校師生的參考書，也可供高溫結構力學、疲勞壽命領域的相關科研人員參考。
名人/編輯推薦
《渦輪葉片疲勞》寫到，渦輪葉片是航空燃氣渦輪發動機中的重要部件，在高溫、高壓的燃氣環境中高速旋轉，其壽命和可靠性對發動機的安全工作影響非常大。如果把航空發動機比喻為“工業之花”，那么渦輪葉片一定是這朵花中開得最鮮艷的一瓣。對渦輪葉片疲勞壽命的研究，一般是在大量試驗研究的基礎上，發展相關理論和模型，不斷提高對葉片壽命預測的精度。《渦輪葉片疲勞》內容就是對上述研究結果的整理和歸納，以期對航空發動機的發展有所裨益。
《渦輪葉片疲勞》可作為燃氣渦輪發動機相關領域的科研技術人員、高校師生的參考書。由于書中介紹的試驗件都是基于國內材料和工藝體系制造的，研究結果對航空燃氣渦輪發動機生產廠家也有重要參考價值。
《渦輪葉片疲勞》可作為燃氣渦輪發動機相關領域的科研技術人員、高校師生的參考書。由于書中介紹的試驗件都是基于國內材料和工藝體系制造的，研究結果對航空燃氣渦輪發動機生產廠家也有重要參考價值。
目次
序一
序二
前言
第1章概述
1.1燃氣渦輪發動機
1.2渦輪葉片的結構形式
1.3渦輪葉片的材料和制造工藝
1.4渦輪葉片的失效模式
1.4.1渦輪葉片所受載荷
1.4.2渦輪葉片的主要失效模式
1.5渦輪葉片疲勞壽命的研究方法
1.6本書的研究方法和思路
1.7本書的內容安排
參考文獻
第2章高溫疲勞基本知識
2.1概述
2.2疲勞基本知識
2.2.1疲勞破壞的特點
2.2.2疲勞應力及相關曲線
2.2.3疲勞壽命的概率統計
2.2.4載荷譜
2.3疲勞累積損傷理論
2.4蠕變／疲勞交互作用
2.4.1蠕變
2.4.2蠕變／疲勞壽命預測
2.5高低周復合疲勞
2.5.1高低周復合疲勞的特點
2.5.2復合疲勞壽命預測
2.5.3雙頻比法應用實例
參考文獻
第3章低周疲勞
3.1概述
3.2低周疲勞試驗技術
3.2.1載荷譜及轉換
3.2.2應力場及模擬
3.2.3溫度場及模擬
3.2.4試驗系統
3.2.5數據處理
3.3鑄造葉片的低周疲勞
3.3.1改進工藝對壽命的影響
3.3.2改進檢測方法對壽命的影響
3.3.3微裂紋對壽命的影響
3.4鍛造葉片的低周疲勞
3.5小結
參考文獻
第4章蠕變／疲勞
4.1概述
4.2葉身部位蠕變／疲勞壽命
4.2.1確定考核部位
4.2.2載荷譜換算及壽命預測
4.2.3蠕變／疲勞試驗
4.2.4試驗結果及數據分析
4.2.5蠕變伸長量
4.2.6斷口分析
4.3榫齒根部蠕變／疲勞壽命
4.3.1蠕變／疲勞試驗
4.3.2試驗條件考核部位應力場及變化
4.3.3工作條件考核部位應力場及變化
4.3.4斷口分析
4.4小結
參考文獻
第5章復合疲勞
5.1概述
5.2復合疲勞試驗技術
5.2.1考核部位及工作應力場
5.2.2載荷譜
5.2.3加載方式及夾具設計
5.2.4應力場標定與振動應力監測
5.2.5葉片加溫
5.2.6復合疲勞試驗系統
5.3壽命預測理論與方法
5.3.1反推法
5.3.2對比法
5.4小結
參考文獻
第6章定向凝固葉片的疲勞特點
6.1概述
6.2低周疲勞
6.2.1試驗方案
6.2.2試驗結果
6.2.3試驗條件下葉片的應力場
6.2.4低周疲勞特點
6.3高低周復合疲勞
6.3.1試驗方案
6.3.2試驗結果
6.3.3與普通鑄造葉片對比
6.3.4復合疲勞特點
6.4小結
參考文獻
第7章定向凝固葉片模擬件的疲勞蠕變試驗研究
7.1概述
7.2模擬件設計
7.2.1幾何特征
7.2.2顯微組織
7.2.3應力分布
7.3模擬件顯微組織的數值仿真
7.3.1數值模型
7.3.2宏觀物理場
7.3.3顯微組織
7.3.4與腐蝕顯晶結果對比
7.4葉片顯微組織的數值模擬
7.4.1數值模型
7.4.2宏觀物理場
7.4.3顯微組織
7.5低周疲勞試驗
7.5.1試驗方案
7.5.2試驗結果
7.5.3數據分析
7.6蠕變試驗
7.6.1試驗方案
7.6.2試驗結果
7.6.3數據分析
7.7小結
參考文獻
第8章總結
序二
前言
第1章概述
1.1燃氣渦輪發動機
1.2渦輪葉片的結構形式
1.3渦輪葉片的材料和制造工藝
1.4渦輪葉片的失效模式
1.4.1渦輪葉片所受載荷
1.4.2渦輪葉片的主要失效模式
1.5渦輪葉片疲勞壽命的研究方法
1.6本書的研究方法和思路
1.7本書的內容安排
參考文獻
第2章高溫疲勞基本知識
2.1概述
2.2疲勞基本知識
2.2.1疲勞破壞的特點
2.2.2疲勞應力及相關曲線
2.2.3疲勞壽命的概率統計
2.2.4載荷譜
2.3疲勞累積損傷理論
2.4蠕變／疲勞交互作用
2.4.1蠕變
2.4.2蠕變／疲勞壽命預測
2.5高低周復合疲勞
2.5.1高低周復合疲勞的特點
2.5.2復合疲勞壽命預測
2.5.3雙頻比法應用實例
參考文獻
第3章低周疲勞
3.1概述
3.2低周疲勞試驗技術
3.2.1載荷譜及轉換
3.2.2應力場及模擬
3.2.3溫度場及模擬
3.2.4試驗系統
3.2.5數據處理
3.3鑄造葉片的低周疲勞
3.3.1改進工藝對壽命的影響
3.3.2改進檢測方法對壽命的影響
3.3.3微裂紋對壽命的影響
3.4鍛造葉片的低周疲勞
3.5小結
參考文獻
第4章蠕變／疲勞
4.1概述
4.2葉身部位蠕變／疲勞壽命
4.2.1確定考核部位
4.2.2載荷譜換算及壽命預測
4.2.3蠕變／疲勞試驗
4.2.4試驗結果及數據分析
4.2.5蠕變伸長量
4.2.6斷口分析
4.3榫齒根部蠕變／疲勞壽命
4.3.1蠕變／疲勞試驗
4.3.2試驗條件考核部位應力場及變化
4.3.3工作條件考核部位應力場及變化
4.3.4斷口分析
4.4小結
參考文獻
第5章復合疲勞
5.1概述
5.2復合疲勞試驗技術
5.2.1考核部位及工作應力場
5.2.2載荷譜
5.2.3加載方式及夾具設計
5.2.4應力場標定與振動應力監測
5.2.5葉片加溫
5.2.6復合疲勞試驗系統
5.3壽命預測理論與方法
5.3.1反推法
5.3.2對比法
5.4小結
參考文獻
第6章定向凝固葉片的疲勞特點
6.1概述
6.2低周疲勞
6.2.1試驗方案
6.2.2試驗結果
6.2.3試驗條件下葉片的應力場
6.2.4低周疲勞特點
6.3高低周復合疲勞
6.3.1試驗方案
6.3.2試驗結果
6.3.3與普通鑄造葉片對比
6.3.4復合疲勞特點
6.4小結
參考文獻
第7章定向凝固葉片模擬件的疲勞蠕變試驗研究
7.1概述
7.2模擬件設計
7.2.1幾何特征
7.2.2顯微組織
7.2.3應力分布
7.3模擬件顯微組織的數值仿真
7.3.1數值模型
7.3.2宏觀物理場
7.3.3顯微組織
7.3.4與腐蝕顯晶結果對比
7.4葉片顯微組織的數值模擬
7.4.1數值模型
7.4.2宏觀物理場
7.4.3顯微組織
7.5低周疲勞試驗
7.5.1試驗方案
7.5.2試驗結果
7.5.3數據分析
7.6蠕變試驗
7.6.1試驗方案
7.6.2試驗結果
7.6.3數據分析
7.7小結
參考文獻
第8章總結
書摘/試閱
1.6本書的研究方法和思路
從上面對幾類試件的壽命研究可以看出，幾種方法相互補充，共同為構建渦輪葉片疲勞壽命的理論方法和體系提供了全面的試驗數據支撐。其中，真實渦輪葉片疲勞壽命研究，由于直接采用全尺寸葉片，試驗件在材料性能、幾何特征等方面沒有進行簡化，如能采取合適的研究方法來開展相關的疲勞壽命研究，得到的結果對于渦輪葉片壽命設計和評估具有非常重要的工程實用意義。
對真實渦輪葉片開展疲勞相關的壽命試驗，其難點在于如何模擬葉片的工作環境。由于在實際工作環境下，渦輪葉片的載荷條件較為復雜，因此需要發展新的試驗技術和方法來開展試驗研究。本書內容主要以真實渦輪葉片作為試驗研究對象，介紹了作者近二十年來開展的關于渦輪葉片疲勞壽命試驗研究的結果，結合試驗研究開展的一些理論、方法以及發現的一些新現象和規律，并對試驗現象、結果進行了細致分析和總結。本書中的研究項目多來源于當前我國航空發動機的改進改型和排故的實際任務，對于新現象和新方法的研究，也得到了國家自然科學基金的資助（10872015、11272025）。
對于渦輪葉片來說，其疲勞壽命取決于葉片上最危險、壽命最短部位的壽命。因此，在試驗機上開展葉片疲勞相關的壽命研究，關鍵是模擬葉片上最危險、壽命最短部位（即“考核部位”）的應力場和溫度場。基于這樣的原則，本書對真實渦輪葉片開展疲勞相關的壽命研究的方法和思路如圖1.33所示。主要包括如下步驟：
（1）根據外場飛行載荷譜，通過試驗測試和理論計算相結合，得到渦輪葉片在實際工作環境下的溫度場、應力場的分布；和外場故障相結合，確定渦輪葉片的考核部位，即壽命最短的部位。
（2）以考核部位為基準，針對外場統計得到的載荷譜，按照等損傷的轉換原則，轉換為在實驗室條件下的開展疲勞相關試驗的載荷譜。
（3）以疲勞試驗機為基礎，設計相關夾具，實現對疲勞相關的失效模式的加載模擬。
（4）利用所設計的夾具，在疲勞試驗機上對葉片加載加溫，測量考核部位的應變、溫度值，調整試驗及夾具設置，使得考核部位的應變、溫度等條件和其在外場飛行條件下的相同（或非常接近）。
（5）開展壽命試驗研究。試驗過程中監測或者檢測和疲勞損傷相關的物理量，如裂紋長度、葉片伸長量、微觀組織變化等。
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