一、航空发动机用材料的现状（论文文献综述）
吴远超[1]（2021）在《叶片类零件水平振动抛磨颗粒介质的流场特性及抛磨效果分析》文中研究指明振动抛磨是一种广泛应用的精加工工艺。滚抛磨块对零件产生的碰撞、滚压、微量磨削可以综合改善零件表面完整性、均匀性,通过整体颗粒群和局部颗粒的碰撞冲击适应零件表面形状,能加工诸如叶片类三维空间曲面形状的复杂零件。在振动抛磨中,滚抛磨块的运动方式以及不同滚抛磨块床层的流化程度直接影响着加工质量。本文针对两机叶片类三维空间曲面形状的复杂零件加工均匀一致性差等问题,基于离散元法使用EDEM对水平振动抛磨工艺下的滚抛磨块运动进行模拟,分别分析了无叶片时和加入叶片后滚抛磨块的流场特性和不同参数下滚抛磨块的流态变化,探索不同参数下水平振动抛磨滚抛磨块的流场特性对叶片加工效果的影响,为后续调控水平抛磨流场打下基础。主要研究内容如下:（1）基于前期实践经验,介绍了离散元法和离散元软件EDEM中仿真接触模型、参数设定及数据提取和处理方式。通过模拟得到滚抛磨块在滚筒中的平均速度是沿着竖直方向水平按层分布的,为后续模拟的方法以及速度矢量图的处理建立基础。（2）通过对水平振动抛磨不同频率和振幅下滚抛磨块流场进行模拟,分析了水平振动抛磨无叶片时滚抛磨块的运动状况和流场特性,并通过高速摄影速度测试证明了模拟的有效性。结果表明:在外部振动作用下,滚抛磨块流场可分为对流区、混流区和稳流区三个区域。随着频率的增加,滚抛磨块的平均速度在18Hz达到最大然后减小,随着振幅的增加,滚抛磨块的平均速度增大。滚抛磨块的床层高度比、空区和对流面积比等表征对流强度的参数的变化与平均速度随振动参数的变化趋势一致。增加振幅比增加频率能够更有效地提升对流的流化程度。（3）不同频率和振幅下滚抛磨块的运动状态有很大差异,叶片加入阻碍了滚筒中滚抛磨块的运动,对流现象被限制。叶盆面受到滚抛磨块滑擦和碰撞综合作用,叶背面更多地受到滚抛磨块滑擦的作用。以磨损量与其相对标准偏差为评价标准,研究不同频率和振幅对叶片加工效果的影响。随着频率和振幅的增大,滚抛磨块对叶片的磨损量增大,叶盆面加工磨损量的相对标准偏差在频率12Hz到18Hz增大,在18Hz之后逐渐减小,叶背面加工磨损量的相对标准偏差逐渐减小。本文利用离散元软件水平振动抛磨进行模拟,分析不同参数下滚抛磨块的流场特性和作用机理,并通过测试验证分析,通过滚抛磨块流场变化分析其对叶片的加工效果和加工均匀一致性的影响。
张鑫[2]（2021）在《TC11与DZ406材料高温高应变率下的力学性能研究》文中研究表明TC11钛合金与DZ406高温合金材料具有耐高温、可塑性好、强度大等优良的力学性能,在发动机上得到了应用。由于发动机长期工作在高温高压的环境中,其所用材料受到高温、高应变率条件下的冲击载荷作用将发生力学性能的变化。准确预测TC11钛合金与DZ406高温合金材料在高温、高应变率条件下的动态力学行为,对发动机结构性能的分析与评估具有重要意义。本文利用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置对TC11钛合金与DZ406高温合金材料所制标准试件进行了高速冲击试验,研究了两种材料在高温高应变率条件下的力学性能,通过试验数据反算求解了两种材料的Johnson-Cook本构（J-C本构）模型参数,并利用有限元分析方法对所得到的本构模型参数进行了验证。主要工作如下:（1）搭建了高温高应变率条件下材料性能测试平台,设计了试验测试方案。介绍了SHPB试验测试原理及基本假定:一维应力波假定和试件应力均匀分布假定。介绍了试验数据的处理方法:三波法和二波法,并采用二波法作为试验数据的处理方法。搭建了可满足高温高应变率条件的SHPB试验平台,并制定了一套针对TC11与DZ406材料的高温高应变率试验的测试方案,包括:高温加载方案、高应变率加载方案等。基于试验装置和试验方案,进行了两种材料在25℃～400℃温度范围内、应变率为10与5×10条件下的轴向冲击试验,得到了两种材料在不同温度和不同应变率条件下的入射端和透射端的应变随时间变化的基础数据。（2）分析了两种材料典型力学性能受温度和应变率影响的变化规律。对基础试验数据进行处理,得到了两种材料在高温高应变率条件下的真实应力-应变曲线及最大承载应力等动态力学性能参数,并分析了两种材料力学性能受应变率和温度影响的变化规律。数据结果表明:应变率和温度对TC11材料的力学性能有影响,在相同温度条件下随着应变率增加,材料的最大承载应力有所增大,表现出应变率强化现象;在相同应变率条件下随着温度升高,材料的最大承载应力有所减小,表现出温度热软化现象。对于DZ406材料,在相同温度条件下随着应变率增加,材料的最大承载应力有所增大,表现出应变率强化现象;当应变率相同时,在200℃～300℃温度范围内,随着温度升高,材料的最大承载应力减小,表现出温度热软化现象,在25℃～200℃、300℃～400℃温度范围内表现出随温度升高其最大承载应力增加的现象。（3）求解了两种材料的J-C本构模型参数。基于不同温度和不同应变率条件下的两种材料的真实应力-应变曲线数据,利用指定应变对应的应力数据反算求解了TC11与DZ406两种材料的J-C本构模型参数,包括:静态常温条件下的屈服强度、应变硬化参数、应变硬化指数、应变率参数、温度效应参数等,将求解后的模型预测结果与试验结果进行对比,发现了所得模型具有预测误差,对此利用不同条件下的应力-应变曲线的所有数据点对本构模型的参数进行拟合修正,将优化后的J-C本构模型预测结果与试验结果进行了对比,预测准确度有所提升;最后利用有限元仿真软件LS-DYNA对所得本构模型进行验证,数值仿真结果与实验数据结果趋势吻合良好。
孙楠楠[3]（2021）在《钛基复合材料药型罩破甲特性研究》文中研究指明随着防护技术和防护结构的不断发展,常规武器弹药很难实现对敌方军事设施的高效毁伤。串联战斗部依靠前级装药聚能穿孔、后级装药随进毁伤实现对防护结构的高效毁伤,而前级装药开孔孔径极大程度上影响后级装药的随进和毁伤能力。本文中利用LS-DYNA软件模拟不同药型罩材料射流成型和破甲过程,主要研究内容如下:（1）射流成型及破甲理论。分别推导出定常不可压缩流体理论和准定常不可压缩理想流体理论射流和杵体的质量和速度公式。同时根据连续射流的定常侵彻理论和非定常侵彻理论两种射流侵彻靶板的理论推导出射流侵彻深度的计算公式,并给出了考虑射流断裂、靶板和射流强度效应时射流侵彻深度计算方法。（2）钛合金射流成型及破甲过程数值模拟。理论分析药型罩密度对射流开孔孔径和侵彻深度的影响,进行紫铜和TC4射流成型及破甲过程数值模拟,对比紫铜和TC4的射流特性和破甲能力。紫铜射流成型后的头部速度和头部直径均小于TC4射流,射流的头部和尾部速度梯度和射流长度大于TC4射流。侵彻钢靶时,紫铜射流对的侵彻深度比TC4射流的侵彻深度大,开孔孔径则比TC4射流小。（3）钛合金药型罩静破甲试验研究。将静破甲试验结果分别与紫铜射流和TC4射流破甲结果相对比:TC4射流侵彻靶板的仿真结果和试验结果相对比,开孔孔径和侵彻深度误差均小于10%,表明仿真中TC4材料参数选取的合理性;近似将紫铜射流的仿真结果看作试验结果,与TC4药型罩静破甲试验结果对比后发现,TC4射流侵彻靶板后可以实现较大开孔孔径,但是侵彻深度小于紫铜射流。（4）钛基复合材料的界面特征及制备。从钛基复合材料的界面效应、界面结合机制、界面分类、界面反应等界面特征入手,探索界面结构对钛基复合材料性能的影响。同时从原位自生法制备Ti C/Ti复合材料、Ti B/Ti复合材料、（Ti B+Ti C）/Ti复合材料三种钛基复合材料的反应方程入手,根据反应方程的Gibbs自由能（ΔG）和反应生成焓（ΔH）判断反应是否能够发生以及发生的优先级。（5）钛基复合材料射流成型及破甲过程数值模拟。根据TP-650的应力-应变曲计算Johnson-Cook材料参数,将材料参数应用到数值仿真中。将钛基复合材料射流的仿真结果分别与紫铜射流和TC4射流对比,得出钛基复合材料射流的开孔孔径大于紫铜射流,侵彻深度小于紫铜射流,钛基复合材料射流的开孔孔径和侵彻深度均大于TC4射流。
唐玲[4]（2021）在《增材制造含Co新型镍基高温合金组织与性能研究》文中提出发展复杂结构和高承温能力的机匣是提升航空发动机和燃气轮机整体性能的关键手段。随着机匣结构的复杂化和精细化程度不断提高,利用传统工艺制备机匣也愈发困难。增材制造可实现构件结构的复杂化和轻量化,有望成为机匣制备的新工艺。然而,现有机匣用材料承温能力低,因此,本课题以一种新型镍基高温合金为研究对象,分析了 Co元素对增材制造的合金组织和性能的影响规律,主要研究结果如下:（1）在合金增材制造工艺优化方面,研究发现激光扫描路径以及工艺参数的选择对合金样品的成型质量非常重要。通过调整激光功率、扫描速度等来控制能量输入可以有效抑制样品中裂纹的产生。（2）在合金微观组织形成机制及调控方面,本文采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）等手段分析了激光增材制造合金的组织特性及热处理后沉淀相的析出规律。研究发现增材制造的合金由具有定向凝固特征的柱状晶组织构成。Al、Ti元素在激光增材过程中存在着一定量的损失,导致合金中Ti/Al比增大。另外,Ti元素在枝晶干和枝晶间的显微偏析提高了枝晶间Ti元素的含量,促进了合金枝晶间γ’相向η相的转变。含5 wt.%Co（5Co）的合金中出现了大量的η相;而含23 wt.%Co（23Co）的合金中η相数量非常少,这说明Co含量的提高抑制了 η相的析出。另外,由于5Co合金和23Co合金中γ’相成分及γ/γ’两相晶格错配度不同导致了合金中一次γ’相形貌不同。5Co合金中一次γ’相呈球形,而23Co合金中一次γ’呈立方状。（3）对激光增材制造的5Co和23Co合金进行了从室温到800℃的拉伸性能测试,并将测试结果与铸锻制备的合金进行了对比。结果表明:室温到500℃测试温度范围内,激光增材制造的合金与铸锻合金的屈服强度相差不大,激光增材制造的合金抗拉强度较低,而且断裂延伸率也较低,试样的断裂方式为脆性断裂,断口表面平坦;但在750℃和800℃时,增材制造的合金屈服强度、抗拉强度与铸锻合金相差不大,但断裂延伸率较高,试样的断裂方式为韧性断裂,断口表面可观察到尺寸较大的韧窝。为揭示合金的失效机制,分析了性能测试后合金的显微组织,23Co合金在拉伸过程中更易出现层错及微孪晶,因此其抗拉强度和塑性比5Co合金更好一些。（4）增材制造合金的真应力-应变曲线上发现了轻微的锯齿状流变现象,即在拉伸过程中产生了 PLC效应,这与铸锻合金相似。Co含量的增加（层错能的降低）使增材制造合金发生PLC效应的温度区间向高温移动。随温度的升高或应变速率的降低,合金发生PLC效应时的锯齿波型由A型向B型再向C型转变。另外,合金在高温低应变速率表现为反常的PLC效应;合金在低温高应变速率表现为正常的PLC效应。然而,与铸锻合金相比,增材制造合金的PLC效应并不明显,拉伸曲线上的平均应力跌幅非常小,约为铸锻合金的十分之一。
潘鹤[5]（2020）在《钛合金碰撞摩擦温升机理研究》文中提出随着科技的高速发展,节能低耗是结构材料发展的一个重要方向,用轻质高强材料取代传统的钢铁材料作为矿山机械设备材料是实现这一发展的重要方法之一。而轻金属材料用于属于爆炸性气体环境的煤矿井下,其碰摩温升是甲烷-空气混合物最危险的潜在点火源之一,研究轻金属材料碰摩温升的诱发机理是将轻金属用于矿山设备或者改性矿用轻金属材料的迫切需求。本文基于传热学原理、赫兹接触理论以及弹塑性碰撞理论针对TC4钛合金材料的碰撞摩擦热表面、摩擦闪温以及火花等的变化规律,用理论计算、仿真模拟结合实验数据进行了相关研究,主要研究内容如下:在建立摩擦和碰撞模型的基础上,利用实验数据,模型仿真和回归分析等方法研究TC4钛合金的碰摩温度场和摩擦火花的变化规律以及影响因素,为摩擦热表面最高温度、摩擦闪温、撞击闪温以及火花释放能量的计算推导数学模型,并为设定引燃瓦斯气体的临界碰摩条件提供新的计算方法。首先,通过限制摩擦条件将碰摩热表面和火花的研究分开,从而确定是用最低点燃温度还是最小引爆能来衡量潜在点火源的点燃性。在低摩擦速度下研究TC4钛合金的摩擦温度场,得到摩擦接触点的最高温度随载荷和相对速度的变化规律,并结合回归分析计算热表面最高温度达到瓦斯最低引燃温度的摩擦临界载荷。低接触应力下,摩擦闪温往往远高于体积温度,因此基于粗糙表面摩擦学理论,从微观热力学入手,结合弹塑性接触理论对滑动过程中微凸体之间接触的导热进行分析,计算TC4钛合金与Q235A钢的摩擦闪温,得到最高闪点温度的计算式,揭示摩擦表面温度和最高闪点温度达到瓦斯最低点燃温度的主导因素,并为设定临界点燃条件提供更准确的计算方法。通过自由落锤模拟试验开展碰撞温度场研究,结合弹塑性碰撞理论,得到TC4钛合金碰撞温度场随撞击条件的变化规律,并归结出碰撞最高闪点温度随样品动量和摩擦系数变化的数学模型,从而得到可通过提高材料表面的加工精度将作用表面之间的摩擦系数值控制在临界范围以内以保证撞击热表面的安全性的重要方法。利用简单安全的实验装置获取TC4钛合金摩擦火花飞行速度、粒径、存在时间等相关参数,以纯铜和Q235A钢作为对比材料,评估TC4钛合金摩擦火花对瓦斯空气混合气体的点燃性,结果表明:铜在低转速、低载荷下基本无摩擦火花,钛合金的摩擦火花点燃能力的确强于钢摩擦火花的点燃能力,并且火花引燃能力的主导因素是材料的性质,设定临界条件无法完全杜绝引爆现象的发生,但是通过控制摩擦相对速度可以降低火花引爆瓦斯的概率。结合瓦斯的引燃条件研究火花引爆瓦斯的机理,根据瓦斯引燃相关理论、火花点火理论以及高温热痕理论得到火花成为有效点火源的必要条件以及发生爆炸火花持续的临界时间。
马英群[6]（2020）在《基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究》文中研究表明航空发动机作为最复杂的旋转机械,同时受到转子不平衡力等多种载荷的激励作用,部件及整机振动问题突出。为了进一步提高推重比,航空发动机向轻量化、大推力的方向发展,导致转子振动情况恶化以及转、静子部件间振动耦合加强。为了保障航空发动机运行的安全性和可靠性,整机振动特性研究得到广泛关注。目前,在航空发动机整机动力学研究中,整机建模技术、复杂动力学模型高效、精确求解技术、线性/非线性动力学响应分析以及整机振动控制等方面取得了丰硕的成果。然而,这些研究大多基于直接线性/非线性瞬态及稳态动力学响应分析,其仅能提供瞬态/稳态振动位移、速度、加速度、应力以及模态振型等有限信息来预测、分析及判断整机振动情况。对于振动在航空发动机各转、静子部件间的传递、耦合特性和振动控制及抑制机理难以从本质上给出合理的解释。为了突破上述局限,本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,在时域/频域中可视化了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统中看不见、摸不着的瞬态/稳态振动能量,分析了瞬态/稳态振动能量在转子和机匣等部件间的传递特性和耦合规律。基于此,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度研究分析了航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理,并提出了相应的减振措施。本文所涉及的主要研究内容如下:（1）理论基础:本研究从振动波的角度切入,从理论上分析了结构中振动波的类型和传播特点。基于此,将通用结构声强表达式改写为适用于不同类型振动波和不同类型结构单元的形式,并将其拓展为矩阵的表达形式,实现了对不同类型振动波结构声强矢量场的分解,为本文研究奠定了坚实的理论基础。（2）实现途径:本研究结合具有强大的有限元建模及求解功能的ANSYS二次开发程序APDL和具有强大的矩阵计算、处理能力的MATLAB软件编译开发了结构声强矢量场求解及可视化程序,并基于本研究所提出的FLAG通讯机制,实现了航空发动机转子-支承-机匣复杂耦合系统瞬态/稳态结构声强矢量场的全自动化求解及可视化,为本文研究提供了功能强大的实现途径。（3）瞬态/稳态振动能量传递特性研究:基于以上理论基础和实现途径,建立了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统模型,实现了瞬态/稳态总振动能量以及不同类型振动波所携带的振动能量分量在转子、支板和机匣间传递及耦合特性的可视化分析。从基本运动方程出发,理论推导了振动能量传递特性与结构振动特性的内在物理联系,分析了不同模态振型转子中瞬态振动能量与机械能和阻尼耗散能之间的传递、转换和平衡过程。此外,本研究提出并定义了振动能量通量比和振动能量传递率,实现了振动能量传递特性的量化分析。（4）瞬态/稳态振动能量传递控制研究:基于以上对转子-支承-机匣耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递、耦合特性的认识,从振动能量涡流场分流、耗散机制的角度,提出了应用转轴周向环槽诱导的瞬态涡流场以及安装节和周向加肋筋诱导的稳态涡流场来降低转子和机匣振动;从振动能量耦合特性的角度,提出了应用附加反相激励载荷来阻滞振动能量传递并降低结构振动,并分析了这些措施对航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理及效果。（5）非线性振动能量传递特性研究:基于一个螺栓预紧法兰连接的平板组件,初步探究了瞬态振动能量在非线性结构中的传递特性,为后续复杂非线性耦合结构中振动能量传递特性的分析奠定研究基础。此外,结合相平面法与结构声强法,对应分析了系统宏观运动状态变化过程与微观振动能量传递过程,实现了仅通过位移和速度这两个状态量对结构振动能量传递特性的预测,避免了瞬态结构声强矢量场实验测量带来的困难。本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,实现了转子-支承-机匣复杂耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递特性的可视化分析。从振动能量传递的角度研究了转子不平衡力作用下航空发动机整机振动问题,揭示了瞬态/稳态振动能量在航空发动机各部件间的传递、耦合特性。此外,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度提出了有效的减振措施,可为航空发动机各部件及整机振动抑制方法提供有力的理论支撑和工程指导。
张晓颖[7]（2020）在《航空发动机涡轮盘的寿命与可靠性分析》文中指出涡轮盘是航空发动机上用于安装和固定叶片以传递功率的零部件,承受着高温、高压、高转速工作环境下的复杂载荷,其中不仅包括自身产生的离心力和热应力作用,还包括叶片在燃气推动下运转所产生的离心力、振动等载荷。国内对于航空发动机涡轮盘在运行过程中存在多故障、不确定性、强度退化等难点问题上,依旧需要大量的研究。因此,针对诸多不确定性因素、强度退化和疲劳损伤累积等问题,开展疲劳寿命预测和可靠性研究,建立适用于更多复杂装备寿命和可靠性的分析方法,对于减少航空发动机运行过程中破坏性故障的发生,具有重要的科学价值和研究意义。本文在航空发动机涡轮盘疲劳寿命预测与可靠性分析方法研究的基础上,对其中存在的若干难点问题进行了以下研究:（1）利用贝叶斯理论对高压涡轮盘疲劳寿命预测中的诸多不确定性因素进行量化分析。在利用疲劳寿命预测模型进行航空发动机涡轮盘的寿命预测中,伴随材料参数以及模型参数的引入,往往会增加多源不确定性,本文利用贝叶斯理论,结合试验数据、仿真数据和专家经验等信息,量化了寿命预测过程中存在的这些不确定因素。（2）基于强度退化的损伤累积模型的建立。本文探讨了7070-T7451铝合金、45号钢、16Mn钢材料强度退化规律和疲劳损伤累积模型,对比评估了三种模型的寿命预测结果,并在此基础提出了同时引入疲劳损伤参数A和疲劳损伤指数d的改进Corten-Dolan模型,最后根据已有试验数据验证了新提出模型的有效性。（3）基于模糊理论和层次贝叶斯理论的涡轮盘寿命周期内的应力信息融合。针对航空发动机高压涡轮盘寿命数据存在小子样的特征,基于层次贝叶斯理论量化各个阶段不确定性,利用模糊理论融合了试验应力信息和仿真所得应力信息,获得高压涡轮盘薄弱环节在最大转速下的应力分布。（4）基于结构特征量的涡轮盘可靠度计算。在对涡轮盘强度退化规律进行量化和对多种应力信息进行融合的基础上,结合应力-强度干涉模型计算了复杂载荷下航空发动机涡轮盘的可靠度。
黄延忠[8]（2020）在《涡轮泵转子热固耦合疲劳特性研究》文中进行了进一步梳理涡轮泵转子作为液体火箭发动机的核心构件,工作环境恶劣,对可靠性要求极高,启动过程是故障多发阶段,主要受到离心载荷与热载荷的共同作用,极容易出现低周疲劳问题,产生裂纹进而扩展直至结构失效。因此有必要对其启动过程的疲劳问题进行研究。本文基于有限元法,仿真探究了温度对转子固有频率和模态的影响,对转子进行热固耦合仿真计算,研究对比了机械载荷单独作用、热载荷单独作用、热载荷与机械载荷共同作用时转子应力位移、温度变化,热载荷单独作用时对比分析了环境温度恒定与变化的计算结果,同时探究了完全热固耦合与顺序热固耦合的计算结果差异,明确了转子启动过程中的载荷,为后续预估低周疲劳寿命与裂纹扩展寿命奠定基础。阐述了常用的低周疲劳寿命预估方法,并且利用最常用的寿命预估模型（Manson-Coffin公式）进行了典型算例计算,对比了采用不同修正方法的计算结果;同时针对热载荷与机械载荷作用的涡轮泵转子,考虑转子启动过程未发生屈服,基于非对称循环计数法,考虑材料的缺口效应、高温持久强度,计算得到启动过程的等效应变幅,结合材料的应变寿命曲线,对不同启动时间下的转子进行了低周疲劳寿命预估。结合顺序热固耦合有限元计算结果得到转子危险部位,在危险部位预制一定尺寸裂纹,利用FRANC3D仿真计算了裂纹扩展过程的应力强度因子,研究了不同启动时间、不同预制裂纹深度下的裂纹扩展速率,并且基于Paris裂纹扩展寿命预估模型,得到了启动时间以及预制裂纹深度对转子裂纹扩展寿命的影响。
吴静[9]（2020）在《多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究》文中指出高Fe、Cr含量多相Ni3Al基合金,因其凝固组织中B2结构β-Ni Al相的引入,在满足高承温性和低质量密度的同时,还具备较好的焊接性能,具有广泛的应用前景而受到大量关注。本文对一种新型高Fe、Cr含量多相Ni3Al基合金在凝固、热处理及服役过程的多相组织演变规律及蠕变行为进行了系统的研究。分析了合金凝固过程的相形成顺序,并对其铸态多相组织形态进行了表征,表明该合金具有复杂的铸态组织结构,主要由枝晶干γ′+γ两相组织、枝晶间β相、少量γ′-envelope（包覆层）组织及碳化物(Cr23C6和Hf C)等次生相组成,合金中各类γ′相的总体积分数高达80～vol.%。研究了高温过固溶后冷却速率对枝晶干（？）′+γ两相组织、枝晶间β相和γ′-envelope组织形态的影响,发现合金组织对冷却速率十分敏感:γ′+γ两相组织中,初生及二次γ′相的析出尺寸与冷却速率间呈对数关系,表现出很强的冷速依赖性;冷却速率控制了β基体上微孪晶的形成与次生相的析出,微孪晶的结构、宽度随冷却速率不同发生变化,β相内有针片状γ′相、近球状α-Cr相和杆状Cr3C2相三种次生相析出;冷却速率降低,可促进γ′-envelope组织的形成与宽化。研究了高温退火处理对合金多相强化结构与蠕变性能的影响,发现合金在800℃下的稳态蠕变速率主要受γ′+γ两相组织中初生γ′相的尺寸控制,而加速蠕变阶段则主要受β相控制。随γ′相尺寸由铸态的0.48um长大至退火态的0.64～0.91um,合金稳态蠕变速率不断降低。β相在高温退火时发生不同程度的聚集长大,但总体积分数保持恒定,而β相的尺寸和分布对合金的蠕变寿命影响较小。研究了次生相γ′-envelope和β内交叉针片状γ′（γ′P）相长期时效时的演化行为。证明了（γ′+γ）/γ′-envelope/β相之间为共格/半共格的强/弱界面结构,γ′-envelope组织的宽化机制为:β（Ni Al）+γ（Ni）→γ′（Ni3Al）。γ′-envelope组织的宽化对合金蠕变性能的影响是双面性的。β内交叉γ′P相的析出可有效抑制合金蠕变过程中β脆性相内位错的增殖及蠕变裂纹的产生,从而利于合金蠕变性能的提升。长期时效后合金在800～840℃/220～300 MPa条件下稳态蠕变阶段的中温蠕变机制为位错剪切,呈现与Ni基合金不同的“四阶段”蠕变变形特性。合金在长期时效及蠕变变形过程中,会形成三种不同类型的γ′相筏状结构,其蠕变抗力大小为:双态R-型γ′筏状结构>R-型γ′筏状结构>N-型γ′筏状结构。
李宏佳[10]（2019）在《燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究》文中进行了进一步梳理航空发动机主燃烧室是发动机重要部件之一,其材料普遍采用高温合金,整体结构通常为薄壁圆筒结构。该结构在进行圆筒直缝对接焊时,极易发生失稳变形。本文将利用有限元模拟技术,对薄平板和薄壁圆筒的焊接失稳变形和残余应力结果进行分析,以及对刚性固定法的改进方法——辅助约束法和焊时温差拉伸法两种随焊变形控制方法的焊后变形和残余应力结果进行预测。本课题中,对300×200×1mm的GH5188薄平板进行对接试验,采用脉冲TIG焊的方法进行焊接。测定其焊接热循环、变形和残余应力,方便后续对焊接热源进行校核。同时,对该平板进行数值模拟,将模拟数据与实验测得的数据进行对比,二者数据结果吻合良好。利用该热源参数预测薄壁圆筒焊后变形以及焊后残余应力。对刚性约束法下的薄平板对接焊进行数值模拟,其角变形和挠曲变形都要优于原模型。给出随压板宽度的增加,挠曲变形和角变形均为先降低,后维持不变;随压板距焊缝距离的增加,挠曲变形和角变形都降低。由于刚性约束法在实际试验中存在问题,给出改进方法,辅助约束法。该方法下的薄平板对接数值模拟结果表明,其角变形和挠曲变形均优于原模型,随纤维增强层宽度增加,挠曲变形减小,但效果逐渐不明显;角变形先降低,后维持不变。随纤维增强层厚度的增加,挠曲变形和角变形都降低。进行薄平板对接试验,该方法对于控制平板变形有较好效果。将其用于薄壁圆筒结构的变形及残余应力预测,薄壁圆筒结构最终挠曲变形程度为4.82mm,而圆筒的整体圆度差为2.47mm。利用焊时温差拉伸法对薄平板焊接进行数值模拟,结果表明,随着高温区温度增加,挠曲变形先下降为0随后变形反向增加。随着高温区距焊缝距离的增大,挠曲变形逐渐减小,达一定距离后,保持不变;角变形先增加后减小,随后维持不变。其残余应力随高温区温度增加而降低;随着高温区距焊缝距离增加而先减小,后增大。该方法应用于薄壁圆筒,薄壁圆筒结构最终焊接挠曲变形程度为0.307mm,而圆筒的整体圆度差为0.695mm。
二、航空发动机用材料的现状（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、航空发动机用材料的现状（论文提纲范文）
（1）叶片类零件水平振动抛磨颗粒介质的流场特性及抛磨效果分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 振动抛磨加工概述 |
| 1.2.1 振动抛磨加工技术特点与影响因素 |
| 1.2.2 振动抛磨加工国内外研究现状 |
| 1.3 航空发动机叶片类零件加工技术概述 |
| 1.3.1 航空发动机叶片类零件的磨削加工 |
| 1.3.2 航空发动机叶片类零件的磨料流加工 |
| 1.3.3 航空发动机叶片类零件的特种加工 |
| 1.3.4 航空发动机叶片类零件的滚磨光整加工 |
| 1.4 滚抛磨块流场特性国内外研究现状 |
| 1.5 课题研究背景及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题研究背景 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 离散元法概述及水平振动抛磨仿真参数设置 |
| 2.1 离散元法概述 |
| 2.2 EDEM软件简介及其接触模型 |
| 2.3 水平振动抛磨加工原理 |
| 2.4 几何模型与参数设置 |
| 2.4.1 滚筒几何模型 |
| 2.4.2 参数设置 |
| 2.5 数据提取与处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 水平振动抛磨流场特性分析 |
| 3.1 滚抛磨块流态分析 |
| 3.1.1 无叶片时滚抛磨块的流态 |
| 3.1.2 频率和振幅对滚抛磨块流态的影响 |
| 3.2 频率和振幅对流场特性参数的影响 |
| 3.2.1 频率和振幅对滚抛磨块平均速度的影响 |
| 3.2.2 振幅和频率对滚抛磨块对流强度的影响 |
| 3.2.3 频率和振幅对滚抛磨块体积分数的影响 |
| 3.3 填充率对滚抛磨块速度的影响 |
| 3.4 容器形状对流场特性参数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水平振动抛磨流场速度测试分析 |
| 4.1 测试设备与测试装置 |
| 4.2 高速摄影测试方案 |
| 4.3 测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 加入叶片后滚抛磨块的流动特征及叶片磨损分析 |
| 5.1 叶片模型简化 |
| 5.2 滚抛磨块流态分析 |
| 5.2.1 加入叶片后滚抛磨块的流态 |
| 5.2.2 频率和振幅对滚抛磨块流态的影响 |
| 5.3 频率和振幅对滚抛磨块平均速度的影响 |
| 5.4 频率和振幅对叶片磨损量的影响 |
| 5.4.1 频率对叶片磨损量的影响 |
| 5.4.2 振幅对叶片磨损量的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）TC11与DZ406材料高温高应变率下的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 材料动态力学性能的研究现状 |
| 1.2.2 TC11 钛合金动态力学行为的研究现状 |
| 1.2.3 DZ406 高温合金的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 SHPB试验材料、原理及方法 |
| 2.1 试验材料与试样 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验试样 |
| 2.2 试验装置及原理 |
| 2.2.1 SHPB试验装置 |
| 2.2.2 高温SHPB试验装置 |
| 2.2.3 试验原理 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 常温动态压缩试验 |
| 2.3.2 高温动态压缩试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 TC11 与DZ406 的动态力学行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TC11 钛合金的动态力学性能分析 |
| 3.2.1 TC11 钛合金的室温动态压缩力学性能 |
| 3.2.2 TC11 钛合金的高温动态压缩力学性能 |
| 3.3 DZ406 高温合金的动态力学性能分析 |
| 3.3.1 DZ406 高温合金的室温动态压缩力学性能 |
| 3.3.2 DZ406 高温合金的高温动态压缩力学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 TC11 与DZ406 本构模型参数求解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Johnson-Cook模型 |
| 4.3 TC11 的J-C本构求解及优化 |
| 4.3.1 本构模型参数求解 |
| 4.3.2 本构模型参数修正 |
| 4.3.4 优化后的J-C本构模型验证 |
| 4.4 DZ406 的J-C本构求解及优化 |
| 4.4.1 本构模型参数求解 |
| 4.4.2 本构模型参数修正 |
| 4.4.3 优化后的J-C本构模型验证 |
| 4.5 本构模型的有限元仿真验证 |
| 4.5.1 TC11 本构模型的仿真验证 |
| 4.5.2 DZ406 本构模型的仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）钛基复合材料药型罩破甲特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钛合金国内外发展现状 |
| 1.2.1 钛合金在飞机上的应用 |
| 1.2.2 钛合金在舰船上的应用 |
| 1.2.3 钛合金在武器装备上的应用 |
| 1.3 钛基复合材料的国内外发展现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 聚能射流成型及侵彻靶板理论 |
| 2.1 聚能概述 |
| 2.2 聚能射流理论 |
| 2.2.1 定常不可压缩理想流体理论 |
| 2.2.2 准定常不可压缩理想流体理论(PER理论) |
| 2.3 聚能射流成型的临界条件 |
| 2.4 聚能射流侵彻靶板理论 |
| 2.4.1 连续射流的定常侵彻理论 |
| 2.4.2 非定常侵彻理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 TC4射流成型及破甲过程数值模拟 |
| 3.1 药型罩密度对侵彻威力影响分析 |
| 3.2 射流成型数值仿真 |
| 3.2.1 几何模型和有限元模型的建立 |
| 3.2.2 材料模型 |
| 3.2.3 射流成型数值仿真 |
| 3.3 射流破甲数值仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钛合金药型罩静破甲试验 |
| 4.1 聚能战斗部 |
| 4.2 试验装置 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.4 仿真和试验结果相对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钛基复合材料的界面特征与制备 |
| 5.1 钛基复合材料的界面特征 |
| 5.1.1 钛基复合材料界面的效应 |
| 5.1.2 钛基复合材料界面的结合机制 |
| 5.1.3 钛基复合材料界面的分类 |
| 5.1.4 钛基复合材料的界面反应 |
| 5.2 钛基复合材料的制备 |
| 5.2.1 TiC/Ti复合材料 |
| 5.2.2 TiB/Ti复合材料 |
| 5.2.3 (TiB+TiC)/Ti复合材料 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 钛基复合材料射流成型及破甲机理研究 |
| 6.1 钛基复合材料的本构模型 |
| 6.2 几何结构和有限元模型 |
| 6.3 材料模型 |
| 6.4 数值仿真结果及分析 |
| 6.4.1 聚能射流成型及侵彻过程 |
| 6.4.2 侵彻深度和开孔孔径 |
| 6.5 紫铜和钛基复合材料仿真数据对比 |
| 6.6 TC4 和钛基复合材料仿真数据对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）增材制造含Co新型镍基高温合金组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高温合金概述 |
| 1.2.1 高温合金国内外发展现状 |
| 1.2.2 高温合金的分类 |
| 1.2.3 高温合金的成型工艺 |
| 1.2.4 高温合金的强化机制 |
| 1.2.5 镍基高温合金及其发展 |
| 1.2.6 镍基高温合金主要元素及相组成 |
| 1.2.7 机匣用高温合金 |
| 1.3 新型镍基变形高温合金 |
| 1.3.1 新型镍基变形高温合金的设计 |
| 1.3.2 新型镍基变形高温合金的优势及发展前景 |
| 1.4 激光增材制造镍基高温合金 |
| 1.4.1 激光增材制造技术 |
| 1.4.2 运用激光增材制造技术制备镍基高温合金 |
| 1.4.3 高温合金增材制造的裂纹敏感性 |
| 1.5 高温合金的PLC现象 |
| 1.5.1 PLC效应及其宏观表现 |
| 1.5.2 PLC效应的微观机制 |
| 1.6 本文的研究工作和意义 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 激光增材实验 |
| 2.3 热处理工艺 |
| 2.4 微观组织表征 |
| 2.5 拉伸试验 |
| 第3章 增材制造新型镍基高温合金微观组织 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 增材制造工艺参数的影响 |
| 3.3 合金的组织分析 |
| 3.3.1 合金组织观察 |
| 3.3.2 η相的分布特征及形成机制 |
| 3.3.3 γ'相形态 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 激光成型工艺对裂纹敏感性的影响 |
| 3.4.2 柱状晶组织的形成 |
| 3.4.3 合金组织中的η相 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 增材制造新型镍基高温合金拉伸行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 合金的拉伸性能 |
| 4.2.2 合金的断口形貌 |
| 4.2.3 合金的变形组织 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 合金的性能 |
| 4.3.2 合金的变形机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 增材制造新型镍基高温合金的PLC现象 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 合金的PLC现象 |
| 5.2.2 增材制造工艺对PLC效应的影响 |
| 5.2.3 合金拉伸变形机制 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（5）钛合金碰撞摩擦温升机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钛合金材料的发展及应用 |
| 1.3 矿用的材料安全性要求 |
| 1.4 现有检测方法的局限性 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 钛合金摩擦温度场研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 导热的基本定律 |
| 2.3 对流换热 |
| 2.4 温度场的数学表达式 |
| 2.5 钛合金摩擦温度场的计算 |
| 2.6 TC4 钛合金摩擦温度场实验研究 |
| 2.7 温度场的模拟 |
| 2.8 实验值与仿真值的对比 |
| 2.9 摩擦表面温度预测 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 微凸体闪点温度研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单对微凸体之间的摩擦热 |
| 3.3 闪点温度 |
| 3.4 TC4 钛合金与Q235A钢摩擦接触闪温计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 钛合金撞击温度场研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型的理论研究 |
| 4.3 钛合金碰撞模拟分析 |
| 4.4 自由落锤试验的模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 钛合金摩擦火花的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置及方法 |
| 5.3 TC4、Q235A和 Cu的摩擦热表面比较 |
| 5.4 摩擦火花的研究 |
| 5.5 摩擦火花诱发机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 钛合金碰摩火花引燃瓦斯机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 瓦斯爆炸条件 |
| 6.3 火花传热理论研究 |
| 6.4 撞击摩擦火花引燃瓦斯条件 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航空发动机振动问题研究与发展历程 |
| 1.2.1.1 转子系统 |
| 1.2.1.2 转子-轴承耦合系统 |
| 1.2.1.3 转子-支承-机匣耦合系统 |
| 1.2.2 航空发动机整机动力学研究现状 |
| 1.2.3 振动传递特性研究方法发展历程 |
| 1.2.3.1 传递路径分析方法 |
| 1.2.3.2 功率流法 |
| 1.2.4 结构声强法理论与实验研究现状 |
| 1.2.4.1 结构声强法理论与数值研究现状 |
| 1.2.4.2 结构声强法实验与测量研究现状 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 第2章 结构声强法理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 振动波理论 |
| 2.2.1 纵波 |
| 2.2.2 横波 |
| 2.2.2.1 剪切波 |
| 2.2.2.2 扭转波 |
| 2.2.3 弯曲波 |
| 2.3 结构声强法 |
| 2.3.1 通用表述 |
| 2.3.2 不同类型振动波表述 |
| 2.3.2.1 纵波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.2 剪切波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.3 扭转波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.4 弯曲波所传递的振动能量 |
| 2.3.3 不同结构单元表述 |
| 2.3.3.1 板壳单元 |
| 2.3.3.2 梁单元 |
| 2.3.3.3 实体结构单元 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 结构声强矢量场求解与可视化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 有限单元法基本原理与步骤 |
| 3.3 FLAG通讯机制 |
| 3.4 通用求解程序 |
| 3.5 物理空间与计算空间转换 |
| 3.6 振动能量流线可视化 |
| 3.7 可行性与准确性验证 |
| 3.7.1 算例一 |
| 3.7.2 算例二 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 双转子-支承-机匣耦合系统瞬态振动能量传递特性 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 双转子-支承-机匣耦合系统 |
| 4.3 全局瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 4.3.1 通用求解程序预留接口命令输入 |
| 4.3.2 收敛性分析 |
| 4.3.3 准确性分析(网格无关性验证) |
| 4.4 耦合系统全局瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.4.1 瞬态结构声强场频响特性 |
| 4.4.2 转子、支板、机匣部件间瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.5 机匣不同类型振动波瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结构声强与结构振动特性内在物理联系 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 结构声强的量纲 |
| 5.3 内在物理联系的理论分析 |
| 5.4 转子模态振型对振动能量传递特性的影响 |
| 5.4.1 概述 |
| 5.4.2 一阶弯曲模态 |
| 5.4.3 锥动模态 |
| 5.4.4 平动模态 |
| 5.4.5 小结 |
| 5.5 基于瞬态振动能量传递控制的转子振动抑制研究 |
| 5.5.1 带有周向环槽的低压转子结构 |
| 5.5.2 周向环槽对瞬态振动能量传递特性的影响分析 |
| 5.5.3 验证周向环槽对转子弯曲振动的抑制作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 稳态振动能量传递特性及减振应用 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 机匣稳态振动能量传递特性分析 |
| 6.2.1 航空发动机整机机匣耦合结构 |
| 6.2.2 机匣稳态结构声强矢量场求解及可视化 |
| 6.2.3 机匣模态分析 |
| 6.2.4 振动能量通量比 |
| 6.2.5 结果分析与讨论 |
| 6.3 机匣稳态振动能量耦合特性分析 |
| 6.3.1 理论分析 |
| 6.3.2 数值验证 |
| 6.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递控制及振动抑制的作用 |
| 6.3.3.1 概述 |
| 6.3.3.2 带孔板件结构模型 |
| 6.3.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递特性的影响 |
| 6.3.3.4 附加反相激励载荷对结构振动的抑制作用 |
| 6.4 稳态振动能量涡流场在振动抑制中的作用 |
| 6.4.1 安装节诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.1.1 单转子-支承-机匣耦合模型 |
| 6.4.1.2 安装节位置对振动能量传递特性的影响分析 |
| 6.4.1.3 时、频域中机匣组件减振有效性评估 |
| 6.4.2 机匣周向加肋筋诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.2.1 带有周向加肋筋的机匣-支承-转子耦合系统 |
| 6.4.2.2 振动能量传递率 |
| 6.4.2.3 机匣模态分析 |
| 6.4.2.4 加肋与未加肋机匣稳态结构声强矢量场 |
| 6.4.2.5 能量涡流场对稳态振动能量传递率的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 非线性结构中振动能量传递特性初步探究 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 考虑非线性接触的螺栓预紧法兰连接平板组件 |
| 7.3 非线性瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 7.4 非线性瞬态振动能量传递特性 |
| 7.4.1 F1 沿+z方向加载 |
| 7.4.2 F1 沿-z方向加载 |
| 7.5 微观振动能量传递过程与宏观运动状态变化过程对应分析 |
| 7.5.1 阻尼及外部激励载荷作用下的相轨迹 |
| 7.5.2 相轨迹与瞬态结构声强矢量场映射关系分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论、创新点与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A FLAG通讯机制APDL命令流及MATLAB脚本语言 |
| 附录B 瞬态转子不平衡力载荷表命令流 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）航空发动机涡轮盘的寿命与可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 涡轮盘结构疲劳寿命预测方法 |
| 1.2.2 涡轮盘结构疲劳可靠性分析方法 |
| 1.3 本文研究内容与结构安排 |
| 第二章 基于贝叶斯理论的可靠性评估方法 |
| 2.1 Bayes方法的提出 |
| 2.1.1 Bayes公式 |
| 2.1.2 Bayes理论的分析步骤 |
| 2.2 Bayes先验分布 |
| 2.2.1 无信息先验分布 |
| 2.2.2 Jeffreys先验分布 |
| 2.2.3 共轭先验分布 |
| 2.3 Bayes后验分布 |
| 2.3.1 M-H抽样算法 |
| 2.3.2 Gibbs抽样算法 |
| 2.4 可靠度的Bayes估计 |
| 2.4.1 Bayes点估计 |
| 2.4.2 Bayes区间估计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于贝叶斯理论的涡轮盘材料疲劳寿命预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涡轮盘疲劳寿命预测方法研究 |
| 3.2.1 基于应力/应变的预测方法 |
| 3.2.2 基于能量的预测方法 |
| 3.2.3 基于临界面的预测方法 |
| 3.2.4 基于断裂力学的预测方法 |
| 3.2.5 疲劳累积损伤理论 |
| 3.3 不确定性下基于贝叶斯理论的模型参数更新 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑强度退化的疲劳累积损伤模型 |
| 4.1 疲劳强度衰减退化规律研究 |
| 4.1.1 剩余强度退化模型 |
| 4.1.2 变幅载荷加载下材料的疲劳强度退化过程 |
| 4.2 引入参数A的 Corten-Dolan理论的适用性验证 |
| 4.3 Corten-Dolan修正模型的建立 |
| 4.3.1 Corten-Dolan修正参数d模型 |
| 4.3.2 增加参数d修正的Corten-Dolan模型 |
| 4.3.3 修正模型的验证分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 涡轮盘结构的概率疲劳寿命预测 |
| 5.1 不确定信息的测度及融合方法 |
| 5.1.1 层次贝叶斯理论 |
| 5.1.2 模糊理论 |
| 5.2 涡轮盘有限元分析 |
| 5.2.1 几何模型简化 |
| 5.2.2 有限元建模和网格划分 |
| 5.2.3 涡轮盘载荷与边界条件设置 |
| 5.2.4 高压涡轮盘应力应变分析结果 |
| 5.3 涡轮盘概率物理可靠性模型 |
| 5.3.1 基于模糊理论与层次贝叶斯理论的应力信息融合 |
| 5.3.2 基于复杂载荷作用下的强度退化分析 |
| 5.3.3 基于结构特征量的涡轮盘可靠度计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（8）涡轮泵转子热固耦合疲劳特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和目的 |
| 1.2 涡轮泵工作原理及结构疲劳相关理论 |
| 1.2.1 涡轮泵工作原理 |
| 1.2.2 机械结构疲劳分类及结构寿命 |
| 1.2.3 涡轮泵转子的主要疲劳形式 |
| 1.3 相关问题的国内外研究现状 |
| 1.3.1 热变形问题的研究现状 |
| 1.3.2 疲劳特性问题的研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 涡轮泵转子热固耦合有限元仿真建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 有限元方法概述 |
| 2.1.2 转子热固耦合问题概述 |
| 2.1.3 转子工作过程中载荷温度变化 |
| 2.2 涡轮泵转子有限元数学模型建立 |
| 2.2.1 涡轮泵转子温度场有限元方程建立 |
| 2.2.2 热固耦合基本方程 |
| 2.2.3 热应力问题的有限元方程 |
| 2.3 有限元分析的Mises应力 |
| 2.4 涡轮泵转子有限元物理模型建立 |
| 2.4.1 涡轮泵转子三维模型 |
| 2.4.2 转子模型网格划分及边界条件确定 |
| 2.5 转子模型网格无关性验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 涡轮泵转子热固耦合仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料参数 |
| 3.3 不同温度下转子固有频率和模态分析 |
| 3.4 机械载荷单独作用下的转子应力位移分析 |
| 3.4.1 不同启动时间下涡轮端监测点计算结果 |
| 3.4.2 不同启动时间下机械载荷危险部位计算结果 |
| 3.5 热载荷单独作用下的转子应力位移和温度场分析 |
| 3.5.1 环境温度恒定计算结果 |
| 3.5.2 环境温度恒定与环境温度变化计算结果对比 |
| 3.6 热载荷与机械载荷共同作用下转子应力位移和温度场分析 |
| 3.6.1 完全热固耦合计算结果 |
| 3.6.2 顺序热固耦合与完全热固耦合计算结果对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 涡轮泵转子启动过程低周疲劳寿命预估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低周疲劳裂纹萌生寿命预估典型算例 |
| 4.2.1 低周疲劳裂纹萌生寿命预估方法 |
| 4.2.2 低周疲劳裂纹萌生寿命典型算例 |
| 4.3 非对称循环计数法预估涡轮泵转子低周疲劳裂纹萌生寿命 |
| 4.3.1 转子低周疲劳寿命预估应力应变数据 |
| 4.3.2 力学性能参数的拟合 |
| 4.3.3 材料S-N曲线 |
| 4.3.4 不同启动时间下转子低周疲劳寿命预估 |
| 4.4 转子启动过程的低周疲劳损伤计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 涡轮泵转子启动过程裂纹扩展寿命仿真预估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 转子危险部位模型处理 |
| 5.2.1 转子危险部位的确定 |
| 5.2.2 子模型的形成 |
| 5.2.3 插入预制裂纹 |
| 5.3 不同启动时间的裂纹扩展寿命预估 |
| 5.3.1 基于Paris公式的转子裂纹扩展寿命预估模型 |
| 5.3.2 应力强度因子求解 |
| 5.3.3 0.5 s启动时的裂纹扩展寿命 |
| 5.3.4 1.0 s启动时的裂纹扩展寿命 |
| 5.3.5 1.5 s启动时的裂纹扩展寿命 |
| 5.3.6 2.0 s启动时的裂纹扩展寿命 |
| 5.3.7 不同启动时间的裂纹扩展寿命对比 |
| 5.4 不同预制裂纹深度的裂纹扩展寿命预估 |
| 5.4.1 不同预制裂纹深度的应力强度因子对比分析 |
| 5.4.2 不同预制裂纹深度的扩展速率及寿命对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ni_3Al基合金概述 |
| 1.2.1 金属间化合物 |
| 1.2.2 Ni_3Al基合金 |
| 1.2.3 Ni_3Al基合金的国内外研究现状 |
| 1.2.4 Ni_3Al基合金的应用现状及发展趋势 |
| 1.3 合金元素在Ni_3Al基合金中的作用 |
| 1.3.1 Al |
| 1.3.2 B、Zr |
| 1.3.3 Hf |
| 1.3.4 Mo、W |
| 1.3.5 C |
| 1.3.6 Cr |
| 1.3.7 Fe |
| 1.4 Ni_3Al基合金的相组成 |
| 1.4.1 γ′、γ相 |
| 1.4.2 β相 |
| 1.4.3 α-Cr相 |
| 1.4.4 碳化物相 |
| 1.4.5 其他次生相 |
| 1.5 Ni_3Al基合金的强化机制 |
| 1.5.1 固溶强化 |
| 1.5.2 第二相强化 |
| 1.5.3 晶界强化 |
| 1.6 Ni_3Al基合金蠕变过程中的微观结构演化 |
| 1.6.1 蠕变期间的组织演化 |
| 1.6.2 蠕变期间的位错运动 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第2章 多相Ni_3Al基合金的铸态组织表征与凝固行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.3 多相Ni_3Al基合金的铸态组织表征 |
| 2.3.1 OM、SEM形貌 |
| 2.3.2 枝晶干γ′+γ两相组织 |
| 2.3.3 枝晶间β及β内析出相 |
| 2.3.4 γ′-envelope组织 |
| 2.3.5 晶界及碳化物 |
| 2.4 凝固过程的组织形成规律 |
| 2.4.1 DSC曲线 |
| 2.4.2 初熔温度的测定 |
| 2.4.3 主要相形成顺序 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 过固溶Ni_3Al基合金冷却过程的多相组织演变规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 不同方式冷却下的组织形貌 |
| 3.4 冷却速率控制的两相组织中γ′相的析出行为 |
| 3.5 冷却速率控制的枝晶间β中的相演变规律 |
| 3.5.1 空冷下枝晶间β内α-Cr相的析出行为 |
| 3.5.2 水冷下枝晶间β内纳米孪晶及层错的形成 |
| 3.6 冷却速率控制的γ′-envelope组织演变 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 高温退火对 Ni3Al 基合金多相强化结构与蠕变行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 不同高温退火过程中的多相强化结构演变 |
| 4.3.1 枝晶间β相 |
| 4.3.2 枝晶干γ′+γ两相组织中γ′相 |
| 4.4 不同高温退火处理下的蠕变行为 |
| 4.4.1 蠕变性能 |
| 4.4.2 蠕变组织演化 |
| 4.4.3 蠕变断裂特征 |
| 4.5 多相强化结构特征影响蠕变行为的机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多相Ni_3Al基合金长期时效组织中的次生相演变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 γ′-envelope组织的宽化及对蠕变行为的影响 |
| 5.3.1 (γ′+γ)/γ′-envelope/β界面结构表征 |
| 5.3.2 凝固过程γ′-envelope组织的形成机制 |
| 5.3.3 800℃长期时效过程γ′-envelope组织的宽化机制 |
| 5.3.4 γ′-envelope组织宽化对合金蠕变行为的影响 |
| 5.4 β 内交叉针片状γ′(γ′_P)相的析出及对蠕变行为的影响 |
| 5.4.1 800℃长期时效过程β内交叉γ′_P相的析出特征 |
| 5.4.2 β 内交叉γ′_P相的析出对合金蠕变行为的影响 |
| 5.4.3 R-型与N-型γ′筏状结构的形成及蠕变抗力 |
| 5.4.4 β 内交叉γ′_P相的形成及其在蠕变中的作用 |
| 5.4.5 蠕变断裂特征对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于γ′相形筏与位错组态的多相Ni_3Al基合金蠕变特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 不同条件下合金的蠕变性能 |
| 6.3.1 蠕变曲线与蠕变速率曲线特征 |
| 6.3.2 蠕变激活能与应力指数 |
| 6.4 蠕变过程的微观结构演化 |
| 6.4.1 双态R-型γ′筏状结构的形成及蠕变抗力 |
| 6.4.2 Cr_(4.6)MoNi_(2.1)相的析出对γ′筏型化的影响 |
| 6.4.3 位错组态的衍衬分析 |
| 6.4.4 蠕变断裂形貌 |
| 6.5 微观结构因素对蠕变特征的影响分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 有限元方法预测焊接变形研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 随焊变形控制方法研究现状 |
| 1.3.1 施加强约束 |
| 1.3.2 控制焊接温度场 |
| 1.3.3 延展已收缩的焊缝 |
| 1.4 薄壁结构焊接研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第2章 材料、实验设备及基本理论 |
| 2.1 实验材料及热物理力学性能测量 |
| 2.2 实验设备介绍 |
| 2.2.1 测温设备 |
| 2.2.2 应力测量设备 |
| 2.3 有限元方法 |
| 2.3.1 高斯热源模型 |
| 2.3.2 三维焊接结构应力变形有限元法 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 残余应力测量 |
| 2.4.2 焊接热循环测量 |
| 2.5 技术路线 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 薄平板焊接失稳变形及残余应力预测 |
| 3.1 薄平板与薄壁圆筒结构相近性 |
| 3.1.1 模拟工作困难及解决方法 |
| 3.1.2 薄平板与薄壁圆筒结构相近性 |
| 3.1.3 薄平板和薄壁圆筒的热力学相近性 |
| 3.2 薄平板焊接及数值模拟预测焊接变形及残余应力 |
| 3.2.1 薄平板对接焊及焊接热循环和残余应力测量 |
| 3.2.2 薄平板对接模型的建立及边界条件 |
| 3.2.3 焊接过程及焊接温度场模拟 |
| 3.2.4 薄平板变形与残余应力结果分析 |
| 3.3 圆筒结构原始焊接变形及残余应力 |
| 3.3.1 模型的建立及边界条件 |
| 3.3.2 焊接变形及塑性应变结果分析 |
| 3.3.3 焊接残余应力结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 刚性约束及优化方法对薄壁结构焊接变形影响规律探究 |
| 4.1 刚性约束法 |
| 4.1.1 模型及边界条件 |
| 4.1.2 刚性约束法下焊接变形影响因素 |
| 4.2 辅助约束 |
| 4.2.1 辅助约束法的数值模拟建模及边界条件 |
| 4.2.2 计算结果与原始结果对比 |
| 4.2.3 辅助约束法影响因素探究 |
| 4.2.4 试验验证 |
| 4.3 辅助约束法控制薄壁圆筒结构焊接变形的预测 |
| 4.3.1 变形及应变结果预测 |
| 4.3.2 残余应力结果预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 焊时温差拉伸法对薄壁结构焊接变形的影响 |
| 5.1 焊时温差拉伸法对薄平板结构焊接变形及残余应力预测 |
| 5.1.1 模型及边界条件 |
| 5.1.2 焊时温差拉伸法下焊接变形控制效果影响因素 |
| 5.2 焊时温差拉伸法对圆筒结构变形控制的预测 |
| 5.2.1 变形及应变结果预测 |
| 5.2.2 残余应力结果预测 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、航空发动机用材料的现状（论文参考文献）
- [1]叶片类零件水平振动抛磨颗粒介质的流场特性及抛磨效果分析[D]. 吴远超. 太原理工大学, 2021
- [2]TC11与DZ406材料高温高应变率下的力学性能研究[D]. 张鑫. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]钛基复合材料药型罩破甲特性研究[D]. 孙楠楠. 中北大学, 2021(09)
- [4]增材制造含Co新型镍基高温合金组织与性能研究[D]. 唐玲. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]钛合金碰撞摩擦温升机理研究[D]. 潘鹤. 中国矿业大学, 2020(07)
- [6]基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究[D]. 马英群. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [7]航空发动机涡轮盘的寿命与可靠性分析[D]. 张晓颖. 电子科技大学, 2020(07)
- [8]涡轮泵转子热固耦合疲劳特性研究[D]. 黄延忠. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究[D]. 吴静. 天津大学, 2020(01)
- [10]燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究[D]. 李宏佳. 哈尔滨工业大学, 2019(02)