高低周復合載荷下燕尾榫結構微動疲勞壽命研究.pdf

1、航空發(fā)動機大量采用榫連接、螺栓/法蘭連接和套齒連接結構。受航空發(fā)動機工況變化和振動載荷的作用，這些結構容易出現(xiàn)微動疲勞。每年微動疲勞給世界航空發(fā)動機用戶造成巨大的經濟損失。由于微動疲勞問題的復雜性，現(xiàn)有的微動分析與微動疲勞壽命預測方法難以滿足工程使用要求，因此，開展榫連接微動疲勞試驗與壽命預測方法研究具有重要的理論意義和工程應用價值。 本文根據微動疲勞領域的研究進展，基于大量的燕尾榫連接結構的微動疲勞試驗，深入研究了榫連接結構的

2、微動疲勞壽命預測方法，提出了基于微動綜合參數(shù)與裂紋擴展混合微動疲勞壽命預測模型，并對目前常用的經驗預測模型進行了改進，發(fā)展了經驗預測模型，同時論文還進一步探討了影響榫連接微動疲勞壽命的主要因素。 論文首先對燕尾榫連接結構模擬試驗件進行了四種載荷工況下的高低周復合微動疲勞試驗和典型試驗件的斷口分析。為了有效確定試驗件的裂紋萌生壽命，論文提出了基于斷裂力學方法的裂紋萌生壽命試驗數(shù)據處理技術。該技術利用試驗監(jiān)測所得的應變數(shù)據，并結合理

3、論數(shù)值分析，獲得裂紋長度與微動疲勞壽命之間的關系，進而確定裂紋萌生壽命。 在此基礎上，論文利用斷裂力學的有關理論，通過對微動控制參數(shù)的分析，提出了基于微動綜合參數(shù)與裂紋擴展的混合微動疲勞壽命預測模型。該模型僅包含一個物理參數(shù)，簡單明了，物理含義明確。通過高低周復合微動疲勞的試驗驗證，表明本文提出的混合微動疲勞壽命模型能夠給出令人滿意的結果，微動疲勞壽命預測誤差在20％左右。同時，本文提出了改進的微動疲勞壽命預測的經驗模型，用等效