DD6单晶高温合金模拟薄壁试样超高频振动疲劳
Ultra-high frequency vibration fatigue of DD6 single crystal superalloy simulating thin-walled specimens
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文摘
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以具有空心气冷结构涡轮叶片用第二代镍基单晶高温合金DD6为研究对象,研究试样厚度对其超高周疲劳性能的影响。基于有限元方法结合实测设计了工作段厚度为0.5 mm的超高频振动疲劳薄壁试样,实测一弯共振频率达到1425 Hz左右,采用电磁振动台开展超高周疲劳实验,获取最高至10~9周次的疲劳S-N曲线,并开展与标准旋转弯曲疲劳、标准振动疲劳实验数据的对比分析。结果表明:DD6单晶高温合金的疲劳强度在10~7~10~9周次范围内下降约25%,薄壁试样高周疲劳强度和同材料标准旋弯疲劳强度基本一致,略低于标准振动疲劳强度;薄壁试样的裂纹在危险截面的表面萌生,呈线源特征,疲劳扩展区存在两个扩展平面,呈现类解理特征。 |
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其他语种文摘
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The effect of specimen thickness on the very high cycle fatigue (VHCF) properties of DD6 nickel-based single crystal superalloys for turbine blades with hollow air-cooled structure was investigated.Based on the finite element method (FEM),a thinwalled vibration fatigue specimen with a thickness of 0.5 mm was designed with a natural frequency of 1425 Hz,which was a suitable test efficiency for VHCF test.The VHCF test was carried out by electrodynamic shaker at room temperature,and a VHCF SN curve up to 10~9 cycles was obtained.Comparing with the rotational bending fatigue and vibration fatigue test data of conventional size specimens,the results show that the fatigue strength of DD6 single crystal superalloy continues to decrease after 10~7 cycles and the fatigue strength is decreased about 25%,from 10~7 to 10~9 cycles;The high cycle fatigue strength of the thin-walled specimen is basically the same as the standard rotary bending fatigue strength of the same material,and slightly lower than the conventional vibration fatigue strength.The cracks in the thin-walled specimen initiate on the surface of the dangerous section,showing the characteristics of line source.There are two propagation planes in the fatigue growth zone,showing the characteristics of cleavage like. |
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来源
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航空材料学报
,2023,43(2):98-106 【核心库】
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DOI
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10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000096
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关键词
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DD6单晶高温合金
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薄壁试样
;
超高频振动疲劳
;
超高周疲劳S-N曲线
;
断裂机制
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地址
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1.
中国航发北京航空材料研究院, 北京, 100095
2.
航空材料检测与评价北京市重点实验室, 航空材料检测与评价北京市重点实验室, 北京, 100095
3.
中国人民解放军32382部队, 北京, 100072
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1005-5053 |
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学科
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力学 |
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基金
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国家重大科技专项
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军工院所稳定支持项目
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文献收藏号
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CSCD:7468335
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参考文献 共
31
共2页
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