钛合金电子束焊接接头断裂性能研究

123456aa · 发表于 2022-5-13 19:25:18

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雅宝题库解析：
整体叶盘结构在发动机风扇、压气机、涡轮上的应用是提高现代航空发动机性能、简化结构、降低重量、减少故障率、提高耐久性与可靠性的重要措施。电子束焊接技术是解决先进航空发动机整体叶盘设计与制造的关键技术。由于电子束焊接工艺的特点，将对整体叶盘结构的强度及断裂性能产生影响。因此，对叶盘焊接接头强度及断裂题目的研究是整体叶盘应用中的关键技术题目之一。结合整体叶盘的研究及应用现状，首先本文以航空发动机压气机常用材料TC4钛合金电子束焊接接头为研究对象，开展了接头疲劳裂纹扩展试验，获得疲劳裂纹扩展速率曲线，可知在相同载荷条件下，母材试样的疲劳裂纹扩展速率大于带焊缝试样的疲劳裂纹扩展速率。通过宏微观方法进行试样的断口分析，得知疲劳裂纹在焊缝区的扩展机制为解理断裂机制，母材区以疲劳条带扩展机制为主，瞬断区为典型的韧窝型静载断裂机制。其次，根据试样裂纹扩展情况深入研究分析了疲劳裂纹扩展机理，接头中焊缝区的疲劳裂纹扩展阻力高于母材区，导致裂纹先沿焊缝扩展，后发生偏转向母材扩展直至瞬时断裂。最后，进行了某型航空发动机整体叶盘强度有限元计算，结果表明在离心载荷作用下，焊缝对整体叶盘焊接处的应力分布影响不大。同时，采用常规有限元法与扩展有限元法分别进行了裂纹扩展的有限元模拟。

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