摘要：为了分析再生冷却推力室在服役过程中的应力/应变情况,研究循环热力载荷下推力室的变形与疲劳失效行为,建立热-弹-塑性耦合的疲劳断裂相场模型,并计算断裂序参量的演化过程,预测推力室结构的热机疲劳寿命。通过热传导方程计算结构的温度分布及热应变,根据应力平衡方程和相场演化方程计算热循环作用下结构中应力/应变和序参量演化,根据序参量达到临界值的循环数预测结构的热机疲劳寿命。结果表明:推力室内壁下表面中心点最先断裂失效,疲劳寿命约为91次。循环温度载荷作用下,内壁下表面中心点处残余拉伸应变不断累积,导致表面塌陷及内壁变薄,最终破坏。利用相场疲劳断裂模型研究推力室结构的热机疲劳失效行为,为预测发动机推力室结构疲劳寿命及辅助发动机再生冷却通道优化设计提供了新思路与方法。

摘要：以某发动机气缸盖为研究对象,开展了气缸盖本体材料力学性能测试与表征、气缸盖热机疲劳寿命预测研究工作。采用流固耦合方法,获得了准确的气缸盖热边界和温度场结果,温度场计算值与实测结果相符合。依照整机热冲击试验规范,采用Sehitoglu模型对缸盖的热机疲劳寿命进行了预测,仿真结果显示,缸盖最低寿命出现在第二缸火力面排气侧鼻梁区,主要由环境损伤引起,最低寿命为6860次,满足设计要求,该气缸盖顺利通过整机热机疲劳台架试验考核。

摘要：利用AVL-Fire对缸内工作过程和水套进行CFD分析,得到缸内及水套壁面的热边界条件,通过有限元技术把对流热边界耦合至固体传热的计算中,达到共轭传热的目的.分别完成了机械载荷和温度载荷下的缸盖应力计算,结合经过温度修正的材料特性,计算得到疲劳安全因子分布.分析结果表明:对于缸盖疲劳而言,热载荷贡献明显大于机械载荷;缸盖设计满足使用要求.

摘要：研究小组采用CFD(Computational Fluid Dynamics)-FEA(finite element analysis)耦合技术,通过Abaqus软件分析了发动机在怠速点、额定点的温度及应力分布,基于FEMFAT软件的Sehitoglu模型,实现疲劳寿命预测,热机疲劳分析基于应变-循环(E-N)准则,分析预测高、低温热循环应力作用下的寿命情况。该分析考虑了机械损伤、氧化损伤和蠕变损伤,分析结果表明:通过三大损伤的分析计算获得零件的总损伤及低周疲劳循环寿命,可以很好地预测缸盖等高温零部件的低周热机疲劳寿命情况,为发动机缸盖等高温零部件的设计提供了一定理论依据。

摘要：建立了由额定转速全负荷、额定转速倒拖、怠速三个典型工况组成的排气歧管热载荷循环,采用有限元方法来获得各工况下排气歧管的瞬态温度场分布,并进行了非线性应力应变计算。最后,以排气歧管材料在热载荷循环中产生的等效塑性应变作为评价准则,对该排气歧管的热机疲劳性能进行了预测和评价。分析结果表明:该排气歧管设计满足使用要求。

摘要：我们针对增压发动机的缸盖热机疲劳破坏问题进行了系统模拟分析,通过对发动机全负荷-部分负荷-怠速工况的循环加载,系统地研究了缸盖在交变循环热载荷下的抗疲劳特性,并得出主要结论。首先位于缸盖水套内进排气气门之间的冷却液易产生泡核沸腾现象,影响缸盖该区域结构的散热性能;其次缸盖水套内进气气门倒角区域的疲劳安全系数低于设计限值,易产生疲劳裂纹,建议增大该区域倒角半径,同时增加该区域水套壁厚;最后缸盖上电热塞位置的累积塑性应变值最大,达到0.73%,但仍低于1%的安全限值。

摘要：为了得到某燃气轮机涡轮叶片关键截面的真实寿命,设计并开展了涡轮叶片热-机械疲劳试验,获得了真实寿命数据,并基于试验结果提出了一种涡轮叶片低周疲劳与蠕变疲劳交互的寿命预测方法。首先,采用一维线弹性关系、修正公式以及循环应力应变关系3种名义应力应变处理模型计算获得了名义应变;然后,利用SWT寿命关系式预测模型预测了叶片的热-机械疲劳寿命;再将预测寿命与试验获得的真实寿命进行对比分析。研究表明:对于某型燃气轮机涡轮叶片,基于SWT预测模型的循环应力应变关系方法相比于一维线弹性关系和修正公式法预测精度最高,与试验寿命相比,预测误差在4倍分散带之内。