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基于混合算法协同决策的动态阈值优化
1
作者 张春森 姜世凯 +3 位作者 王锟 范跃军 闪恒杰 刘明禄 《科学技术创新》 2026年第3期97-100,共4页
本文提出一种融合遗传算法(GA)、模拟退火算法(SA)、粒子群优化算法(PSO)和蚁群算法(ACO)的混合智能优化算法,针对锅炉膨胀过程中固定报警阈值导致的“过度报警”与“失效预警”问题,通过分析锅炉运行过程中的膨胀参数,设计四阶段混合... 本文提出一种融合遗传算法(GA)、模拟退火算法(SA)、粒子群优化算法(PSO)和蚁群算法(ACO)的混合智能优化算法,针对锅炉膨胀过程中固定报警阈值导致的“过度报警”与“失效预警”问题,通过分析锅炉运行过程中的膨胀参数,设计四阶段混合优化策略,通过GA生成阈值解空间,SA进行局部精细搜索,PSO优化参数敏感度,ACO确定最优阈值调整路径。该混合算法在收敛速度和优化精度上均优于单一算法,实现报警阈值对运行环境的智能跟随。 展开更多
关键词 动态阈值 遗传算法 模拟退火 粒子群优化 蚁群算法
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拉剪复合载荷下焊接接头疲劳寿命预测方法
2
作者 刘小刚 魏昊 +3 位作者 章胜 汪全中 余嘉伟 艾兴 《航空动力学报》 北大核心 2025年第3期319-326,共8页
为了建立焊接接头拉剪多轴应力状态下的寿命预测方法,文中设计了GH4169电子束焊接头蝶形拉剪疲劳试验件,开展了不同加载角度(0°、15°、30°及45°)下的疲劳试验,获得其4种加载角度下的F-N曲线;探讨了不同剪/拉应力比... 为了建立焊接接头拉剪多轴应力状态下的寿命预测方法,文中设计了GH4169电子束焊接头蝶形拉剪疲劳试验件,开展了不同加载角度(0°、15°、30°及45°)下的疲劳试验,获得其4种加载角度下的F-N曲线;探讨了不同剪/拉应力比γ对焊接接头疲劳性能的影响规律。采用临界距离法,确定蝶形件焊缝缺口根部的临界距离,获得焊缝平面上的有效应力参量;进而引入与γ相关的修正系数k(γ)对Findley模型中的材料参数进行修正,建立了适用于不同加载角度的统一的多轴疲劳寿命预测模型。通过与试验结果对比,验证了所提出的模型具有较高的预测精度,误差在±2倍分散带以内。 展开更多
关键词 焊接接头 拉剪多轴疲劳 Findley模型 临界距离法 疲劳寿命预测
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基于机器学习算法模型的焊接接头疲劳寿命预测 被引量：3
3
作者 徐梦悦 齐红宇 +2 位作者 李少林 石多奇 杨晓光 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期96-102,共7页
焊接接头具有非均匀的微观组织和梯度过渡的力学性能及随机分布的焊接缺陷等特征,相较于其他结构更容易产生疲劳断裂,特别是焊接接头的疲劳载荷下的强度和寿命问题已成为工程界和学术界的研究热点。为了研究焊接接头的疲劳行为,开展了... 焊接接头具有非均匀的微观组织和梯度过渡的力学性能及随机分布的焊接缺陷等特征,相较于其他结构更容易产生疲劳断裂,特别是焊接接头的疲劳载荷下的强度和寿命问题已成为工程界和学术界的研究热点。为了研究焊接接头的疲劳行为,开展了基于随机森林(RF)模型的焊接接头疲劳寿命预测模型的全新研究。通过采用RF和轻梯度提升机(LightGBM)2种不同的机器学习算法模型对焊接接头的疲劳数据集进行分析和预测,从中选择预测性能更优的机器学习模型;通过比较在不同几何形状下疲劳寿命的预测结果,评估几何形状对机器学习模型预测性能的影响;利用RF算法对输入条件进行重要度排序,分析焊接接头疲劳寿命的影响因素;通过计算模型在不同材料下的疲劳寿命结果验证机器学习模型的泛化能力。结果表明:机器学习模型对不同几何形状的焊接接头疲劳寿命的预测效果较好,且可用于预测在不同材料下的焊接接头疲劳寿命。研究结果对焊接结构的强度设计与焊接工艺参数优化等具有重要意义。 展开更多
关键词 机器学习 随机森林算法 轻梯度提升机算法 焊接接头 疲劳寿命 几何形状 预测模型
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航空发动机高温探针高低周复合疲劳寿命预测方法
4
作者 田晶 田佳宝 +2 位作者 巩岁平 谢肇阳 李路遥 《郑州航空工业管理学院学报》 2025年第1期1-9,共9页
在发动机试车过程中高温探针的疲劳断裂十分危险,建立高温探针疲劳寿命预测方法对于试车安全性十分重要。首先,基于气—热—固耦合方法建立高温探针仿真模型,依据实际工况计算探针在热冲击和振动环境下的载荷;然后,结合S-N曲线和三区间... 在发动机试车过程中高温探针的疲劳断裂十分危险,建立高温探针疲劳寿命预测方法对于试车安全性十分重要。首先,基于气—热—固耦合方法建立高温探针仿真模型,依据实际工况计算探针在热冲击和振动环境下的载荷;然后,结合S-N曲线和三区间法分别计算探针的低周疲劳寿命和高周疲劳寿命;最后,基于累积损伤理论获得探针的高低周复合疲劳寿命。研究结果表明:探针在热冲击载荷和振动载荷下的最大应力分别为96.2 MPa和33.3 MPa;探针低周疲劳寿命和高周疲劳寿命分别为6.63×10^(6)和2.19×10^(8)次循环;在实际工况下,探针的高低周复合疲劳寿命为4826个周循环,即496个小时,该结果与探针的额定使用寿命基本一致。 展开更多
关键词 高温探针 高低周复合疲劳 三区间法 S-N曲线 累积损伤理论
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基于切应变能密度的拉扭双轴疲劳寿命预测模型 被引量：1
5
作者 李静 华腾飞 +1 位作者 刘豪 仇原鹰 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期52-59,共8页
在分析Fatemi-Socie疲劳寿命预测模型不足的基础上,定义具有较大法向应变范围的最大切应变范围平面为临界平面,提出了一种基于切应变能密度的多轴疲劳寿命预测模型,给出了模型中各疲劳破坏参数、材料常数和临界平面位置的确定步骤,并利... 在分析Fatemi-Socie疲劳寿命预测模型不足的基础上,定义具有较大法向应变范围的最大切应变范围平面为临界平面,提出了一种基于切应变能密度的多轴疲劳寿命预测模型,给出了模型中各疲劳破坏参数、材料常数和临界平面位置的确定步骤,并利用6种材料的疲劳试验结果对所建模型进行了验证。结果表明:利用平均应力敏感系数修正后的平均切应力,既可以反映不同材料对平均切应力敏感程度的不同,也可以很好地反映平均切应力对材料多轴疲劳损伤的影响。在拉扭比例加载、非比例加载和非对称加载下,分别有100%、93.2%、90.4%的预测结果位于3倍误差带内。 展开更多
关键词 双轴疲劳 平均应力 敏感系数 寿命预测 应变能密度
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2.5维编织陶瓷基复合材料高温疲劳极限研究 被引量：1
6
作者 张禄 宦婷 +6 位作者 葛海浪 杨雨晨 贾冰岳 刘伟 焦健 高希光 宋迎东 《推进技术》 北大核心 2025年第9期309-318,共10页
为探究氧化作用对2.5D编织C/SiC复合材料疲劳性能的影响,开展C/SiC复合材料在高温空气和惰性气体环境中的疲劳行为研究。采用应力比0.05,频率10 Hz的正弦波分别在1 200℃惰性气体和1 200℃空气环境下对2.5D编织C/SiC复合材料开展疲劳试... 为探究氧化作用对2.5D编织C/SiC复合材料疲劳性能的影响,开展C/SiC复合材料在高温空气和惰性气体环境中的疲劳行为研究。采用应力比0.05,频率10 Hz的正弦波分别在1 200℃惰性气体和1 200℃空气环境下对2.5D编织C/SiC复合材料开展疲劳试验。1 200℃惰性气体环境下循环基数为10~6的疲劳极限约为160 MPa,1 200℃空气环境下循环基数为10~4的疲劳极限约为130 MPa。随着循环次数的增加,迟滞回线呈现右移的趋势,循环数相同时,空气环境的位移大于惰性气体环境的位移。通过扫描电子显微镜表征疲劳失效试件断口的形貌,发现纤维表面较为粗糙,呈现出明显的氧化迹象。采用能谱仪分析疲劳氧化特征,发现SiC基体氧化形成SiO2。高温空气环境中,氧气的存在显著降低了材料的疲劳性能,氧化作用加速了疲劳失效。在机械载荷作用下,纤维、基体和界面的性能不断退化,导致界面磨损、界面脱粘和纤维拔出。氧化后纤维的受力状态恶化,失效概率增加,成为复合材料中的薄弱部分,易发生断裂。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 高温疲劳 疲劳极限 失效机理 氧化损伤
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粉末高温合金FGH4099疲劳小裂纹扩展试验 被引量：1
7
作者 郭秩维 赵作鹏 胡绪腾 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期118-123,共6页
为了解轮盘特征部位小裂纹萌生及演化扩展过程与应力特征、载荷环境条件、表面缺陷特征等因素的相关规律,基于FGH4099合金涡轮盘轮缘结构特征设计特征模拟件,结合其典型的使用温度和载荷,开展了在高温条件下自然萌生疲劳小裂纹扩展试验... 为了解轮盘特征部位小裂纹萌生及演化扩展过程与应力特征、载荷环境条件、表面缺陷特征等因素的相关规律,基于FGH4099合金涡轮盘轮缘结构特征设计特征模拟件,结合其典型的使用温度和载荷,开展了在高温条件下自然萌生疲劳小裂纹扩展试验。通过疲劳中断试验和表面复型技术在不同温度和应力比条件下对结构模拟件的裂纹萌生和小裂纹扩展行为进行了观测和分析。结果表明:试验温度升高能显著降低特征模拟件疲劳裂纹萌生寿命占比,对裂纹扩展至工程可检裂纹尺寸时的寿命占比影响较小;缺口部位最大主应力位置和表面夹杂物位置是决定特征模拟件疲劳裂纹萌生位置的主要因素;当裂纹萌生机制或裂纹萌生处缺口半径尺寸不同时,疲劳小裂纹扩展速率表现为不同变化趋势。 展开更多
关键词 粉末合金 FGH4099高温合金 疲劳小裂纹 裂纹萌生 裂纹扩展 航空发动机
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航空发动机轮盘偏心孔和榫槽结构特征模拟件设计方法研究
8
作者 孙前杨 张培伟 +4 位作者 张大海 柳友志 李彦杰 艾兴 费庆国 《工程力学》 北大核心 2025年第8期251-261,共11页
结构特征模拟件疲劳试验是航空发动机轮盘疲劳强度设计的重要参考,为了简化模拟件设计流程,形成模拟件标准设计体系,该文基于临界距离理论,根据应力集中系数和应力梯度相似的原则,提出了一种航空发动机轮盘偏心孔和榫槽结构特征模拟件... 结构特征模拟件疲劳试验是航空发动机轮盘疲劳强度设计的重要参考,为了简化模拟件设计流程,形成模拟件标准设计体系,该文基于临界距离理论,根据应力集中系数和应力梯度相似的原则,提出了一种航空发动机轮盘偏心孔和榫槽结构特征模拟件设计方法。该文提出的特征模拟件形式为带有环形沟槽缺口的棒状试验件,利用有限元方法分析了不同缺口尺寸参数对缺口根部沿径向von-Mises应力分布的影响,拟合了归一化应力分布参数公式。设计了某型航空发动机涡轮盘偏心孔和榫槽结构特征模拟件,模拟件应力集中系数及临界距离内的应力梯度与真实结构件的相似度均大于90%,通过3D-DIC获得模拟件应变场的分布情况从而对模拟件的设计进行了验证。 展开更多
关键词 航空发动机轮盘 模拟件 偏心孔 榫槽 缺口应力分布 临界距离理论
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基于J积分的HTPB推进剂温度相关断裂韧性仿真研究
9
作者 王庭钰 陈雄 +2 位作者 许进升 黄薇 王金东 《推进技术》 北大核心 2025年第4期234-242,共9页
针对含药柱裂纹的固体火箭发动机在其服役期间,药柱裂纹是否发生力学扩展的问题,本文基于HTPB推进剂材料,使用考虑“零时间”及三参数WLF方程的热-粘弹本构模型对单边缺口试件的拉伸过程进行仿真,并在J积分的计算中考虑了粘弹性材料的... 针对含药柱裂纹的固体火箭发动机在其服役期间,药柱裂纹是否发生力学扩展的问题,本文基于HTPB推进剂材料,使用考虑“零时间”及三参数WLF方程的热-粘弹本构模型对单边缺口试件的拉伸过程进行仿真,并在J积分的计算中考虑了粘弹性材料的蠕变耗散能,通过与试验结果的对比,验证了理论模型的准确性。研究结果表明,针对单边缺口拉伸(SENT)试件,在使用UMAT子程序计算J积分时,需要考虑粘弹性材料的蠕变耗散能,之后便能够取得较为精确的计算结果;同时在使用了本文的本构模型后,对于宏观载荷位移曲线的平均计算误差相较于经典热-粘弹本构模型减小了10.32%;对于裂纹尖端局部J积分计算,误差减小了15.44%;对于临界断裂韧性JIC的计算,误差减小了3.58%。 展开更多
关键词 HTPB推进剂 热-粘弹性 断裂 J积分 有限元法
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腐蚀与外物损伤共同作用对TC17钛合金疲劳性能的影响
10
作者 贺涵春 赵振华 +1 位作者 张泰斗 陈伟 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第5期391-396,共6页
为研究发动机服役过程中外物损伤与腐蚀损伤对TC17钛合金风扇叶片疲劳性能的影响,根据某发动机叶片设计模拟叶片,采用加速循环腐蚀法预制不同时长的模拟叶片腐蚀损伤,并采用空气炮法在预制了腐蚀损伤的模拟叶片前缘预制不同冲击工况的... 为研究发动机服役过程中外物损伤与腐蚀损伤对TC17钛合金风扇叶片疲劳性能的影响,根据某发动机叶片设计模拟叶片,采用加速循环腐蚀法预制不同时长的模拟叶片腐蚀损伤,并采用空气炮法在预制了腐蚀损伤的模拟叶片前缘预制不同冲击工况的外物损伤,并采用步进法对损伤模拟叶片开展高周疲劳试验,测量其疲劳极限。结果表明,外物冲击所造成缺口深度随冲击速度与外物直径的增加而增加;缺口深度与模拟叶片的疲劳极限呈负相关,疲劳极限随缺口深度的增加而减小;在模拟现实海洋大气环境服役0.5年以内,腐蚀损伤仅轻微降低了TC17钛合金的抗外物冲击性能与抗疲劳性能,且损伤规律并不明显,在腐蚀损伤与外物损伤的共同作用中,外物损伤占主导地位。 展开更多
关键词 涡轮发动机 外物损伤 腐蚀损伤 叶片 TC4钛合金 疲劳极限
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强瞬变热环境下高温结构快速变温跟踪控制试验方法及验证
11
作者 李振磊 李博琳 +4 位作者 李果 包绍宸 丁水汀 夏舒洋 左亮亮 《航空动力学报》 北大核心 2025年第4期140-148,共9页
针对先进航空发动机高温结构强瞬变热环境试验模拟需求,开发了快速变温跟踪控制试验方法并搭建了试验系统,对比两种面向不同温度变化率的控制方法,分别形成基于可编程控制器Arduino的单回路双作动proportion integration differentiatio... 针对先进航空发动机高温结构强瞬变热环境试验模拟需求,开发了快速变温跟踪控制试验方法并搭建了试验系统,对比两种面向不同温度变化率的控制方法,分别形成基于可编程控制器Arduino的单回路双作动proportion integration differentiation(PID)控制方法及基于智能仪表Eurotherm的双回路多段PID控制方法。通过仿真工具Simulink进行参数整定验证,利用该试验系统开展了不同速率目标与试样类型的快速变温跟踪控制试验。结果表明:航空发动机涡轮盘材料GH4169在300~650℃范围内三角波及梯形波目标下两种控制器控制误差均低于6.83%,控制效果平滑精准,空心薄壁管可控温度变化率达到100℃/s,基于Eurotherm的控制方法精度与适用性更具优势。 展开更多
关键词 温度控制 温度跟踪 proportion integration differentiation(PID) 强瞬变热环境 ARDUINO Eurotherm
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基于最弱链模型的TC11钛合金轮盘疲劳分散性研究
12
作者 胡浩楠 王彤 +5 位作者 胡绪腾 郭秩维 余嘉伟 杨思远 程昊 冯建文 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期80-91,共12页
基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法,材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命... 基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法,材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命及寿命散度系数进行了预测和分析。结果表明:基于两种概率分布的最弱链模型均可较准确地预测TC11模拟件的中值疲劳寿命,预测结果基本在试验结果的2倍分散带内;基于对数正态分布的最弱链模型对模拟件疲劳寿命散度的预测结果与试验统计结果较为接近,优于基于威布尔分布模型的预测结果;对于轮盘盘心部位,两种概率分布模型的寿命预测结果在失效概率较高时基本接近,失效概率较低时基于对数正态分布的预测结果明显大于基于威布尔分布的预测结果;基于对数正态分布的最弱链模型对盘心部位疲劳寿命散度的预测结果明显小于光滑试样和模拟件的散度系数,较基于威布尔分布的模型能够更好地分析和预测尺寸效应对结构疲劳分散性的影响。 展开更多
关键词 TC11钛合金 最弱链模型 疲劳分散性 对数正态分布 威布尔分布
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一种考虑变温度场影响的低周疲劳寿命预测方法
13
作者 叶育明 文阳阳 +2 位作者 吴福仙 黄伟光 高闯 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期381-390,共10页
针对M-C(Manson-Coffin)和SWT(Smith-Watson-Topper)经典模型仅适用于固定温度点而无法预测变温度场下低周疲劳寿命这一不足,综合考虑总应变、塑性应变、最大应力等参量,提出一种考虑变温度场影响的高精度、强泛化性的改进寿命预测模型... 针对M-C(Manson-Coffin)和SWT(Smith-Watson-Topper)经典模型仅适用于固定温度点而无法预测变温度场下低周疲劳寿命这一不足,综合考虑总应变、塑性应变、最大应力等参量,提出一种考虑变温度场影响的高精度、强泛化性的改进寿命预测模型。从某镍基高温合金室温到923.15 K低周疲劳试验数据点的寿命预测结果可知,该模型有94.74%位于±1.5倍分散带内,预测精度显著优于M-C模型(82.89%)和SWT模型(86.84%)。同时改进模型具有广泛的适用性,既能准确预测非试验数据点的低周疲劳寿命,也适用于其他热端部件材料。此外,该模型可准确预测热端部件在变温度场影响下的全场寿命,对某型燃气轮机向心涡轮预测的全场寿命分布合理,趋势符合预期。 展开更多
关键词 M-C(Manson-Coffin)模型 SWT(Smith-Watson-Topper)模型 向心涡轮 低周疲劳 寿命预测
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航空发动机轮盘简化裂纹体建模
14
作者 李昀睿 唐雪鹤 +2 位作者 郭秩维 冯建文 胡绪腾 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期103-110,共8页
为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简... 为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简化裂纹体模型进行裂纹扩展计算和对比分析,提出了基于轮盘不同部位特征和对应临界裂纹尺寸的简化裂纹体模型建立及选取原则。结果表明:采用规则的简化裂纹体模型代替轮盘构件进行裂纹扩展分析,所计算的应力强度因子和裂纹尺寸随循环数的变化曲线与实际轮盘计算结果均非常接近,临界裂纹尺寸计算差别在±10%以内,裂纹扩展寿命的计算差别在±5%以内。简化裂纹体模型相较于实际轮盘的裂纹扩展寿命计算结果略偏保守。 展开更多
关键词 轮盘 损伤容限设计 简化裂纹体模型 临界裂纹尺寸 裂纹扩展寿命 航空发动机
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FGH96合金带孔平板疲劳失效机理及寿命预测方法研究
15
作者 董成利 范姜波 +2 位作者 陆麒羽 石多奇 郭广平 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期102-109,共8页
针对FGH96合金带孔平板在600℃下开展疲劳实验研究,采用黏塑性本构模型计算FGH96合金带孔平板的应力和非弹性应变分布情况,结合扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口的微观形貌观察分析疲劳失效机理。基于SEM观测结果和FGH96合金带孔平板的几... 针对FGH96合金带孔平板在600℃下开展疲劳实验研究,采用黏塑性本构模型计算FGH96合金带孔平板的应力和非弹性应变分布情况,结合扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口的微观形貌观察分析疲劳失效机理。基于SEM观测结果和FGH96合金带孔平板的几何特征,定义临界疲劳损伤参数和应力集中因子,并对连续损伤力学(CDM)模型进行修正。研究结果表明,相较于传统的疲劳寿命预测方法,考虑临界疲劳损伤和应力集中因子的改进CDM模型对FGH96合金带孔平板的疲劳寿命具有更高的预测精度,预测结果均位于实验结果的±2倍分散带以内。 展开更多
关键词 带孔平板 疲劳 失效机理 寿命预测 连续损伤力学
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航空发动机涡轮盘榫槽应力梯度模拟件设计与验证
16
作者 腾雪峰 尚柏林 《失效分析与预防》 2025年第1期11-17,59,共8页
结构特征模拟件高温疲劳试验是航空发动机轮盘强度设计的重要参考。为研究某涡轮盘榫槽低循环疲劳性能和失效破坏机理,本文基于几何特征相同、应力梯度一致的原则,设计了一种航空发动机涡轮盘榫槽应力梯度模拟件。采用数字图像相关法获... 结构特征模拟件高温疲劳试验是航空发动机轮盘强度设计的重要参考。为研究某涡轮盘榫槽低循环疲劳性能和失效破坏机理,本文基于几何特征相同、应力梯度一致的原则,设计了一种航空发动机涡轮盘榫槽应力梯度模拟件。采用数字图像相关法获得模拟件的应变分布特征,验证榫槽模拟件考核部位的应力梯度与设计目标吻合;应力梯度模拟件在高温疲劳载荷下的断裂破坏均出现在预期考核位置。结果表明:FGH96榫槽应力梯度模拟件在550℃高温疲劳载荷下,出现类解理萌生裂纹,断口扩展区可见明显的疲劳条带特征;在疲劳寿命后期,断口局部观察到明显的解理面和韧窝特征。 展开更多
关键词 涡轮盘 模拟试验件 高温疲劳 结构强度 应力梯度
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基于PC-Kriging模型的航空发动机篦齿封严泄漏特性优化
17
作者 张翔 徐德成 +1 位作者 张忠智 党利 《郑州航空工业管理学院学报》 2025年第5期10-16,共7页
基于PC-Kriging模型对直通型篦齿封严结构的泄漏特性进行优化研究,以降低泄漏流量、提升封严性能。在固定计算域长度和齿顶间隙的条件下,通过独立设计各齿的齿顶宽度、齿底宽度及前倾角参数,实现篦齿模型的参数化建模。利用CFD(Computat... 基于PC-Kriging模型对直通型篦齿封严结构的泄漏特性进行优化研究,以降低泄漏流量、提升封严性能。在固定计算域长度和齿顶间隙的条件下,通过独立设计各齿的齿顶宽度、齿底宽度及前倾角参数,实现篦齿模型的参数化建模。利用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)仿真获取样本数据,构建PC-Kriging代理模型,并结合粒子群优化算法进行优化。研究结果表明,优化后篦齿的换算流量相比优化前降低了17.493%,验证了优化方法的有效性。优化后的齿型变化符合封严特性优化需求,进一步提升了密封性能。PC-Kriging模型结合粒子群优化算法可高效准确地优化篦齿封严结构,为降低泄漏量、提高航空发动机密封性能提供了新的思路。 展开更多
关键词 篦齿封严 PC-Kriging模型 泄漏特性
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基于分层机制引导神经网络的微动疲劳寿命预测
18
作者 刘钰锦 袁荒 《航空发动机》 北大核心 2025年第2期115-123,共9页
为了提高采用机器学习方法预测航空发动机微动疲劳寿命的准确度与适用性,开展基于分层机制引导神经网络(HMNN)法的GH4169合金榫接结构微动疲劳寿命预测研究。按照先验知识来辅助人工神经网络(ANN)权重更新的思路,建立了包含临界面模型... 为了提高采用机器学习方法预测航空发动机微动疲劳寿命的准确度与适用性,开展基于分层机制引导神经网络(HMNN)法的GH4169合金榫接结构微动疲劳寿命预测研究。按照先验知识来辅助人工神经网络(ANN)权重更新的思路,建立了包含临界面模型信息的物理信息神经网络(PINN)结构。基于FS(Fatemi-Socie)临界面模型相似函数引导神经网络权重优化方向,建立了准确性更高的修正HMNN模型。结果表明:采用修正HMNN方法进行寿命预测精度更高,其对多轴非比例疲劳、微动疲劳的寿命预测误差均在2倍线内;旁路神经网络结构可有效将FS模型信息与神经网络训练过程相结合,增强了神经网络的物理可解释性;数据选取对神经网络模型精确性影响较小,但数据边界值对能否训练出合理模型至关重要。包含FS模型信息的神经网络可有效降低对数据边界值的需求,具有很好的工程应用潜力。 展开更多
关键词 分层机制引导神经网络 微动疲劳 多轴非比例疲劳 疲劳寿命评估 镍基高温合金 临界面模型 航空发动机
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GH4169不同工艺叶片本体取样力学性能对比研究
19
作者 梁振兴 周轶群 +2 位作者 刘博志 李青 李夺 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期122-127,共6页
为研究GH4169辊轧和精锻两种工艺叶片的力学性能,设计了1种小尺寸板型试样及1种通用的试验工装,开展了两种工艺叶片的本体取样拉伸和疲劳性能试验。结果表明:试样均断裂于工作段,试样和工装设计合理;2种工艺叶片的组织及力学性能均符合... 为研究GH4169辊轧和精锻两种工艺叶片的力学性能,设计了1种小尺寸板型试样及1种通用的试验工装,开展了两种工艺叶片的本体取样拉伸和疲劳性能试验。结果表明:试样均断裂于工作段,试样和工装设计合理;2种工艺叶片的组织及力学性能均符合标准要求,精锻工艺拉伸及疲劳性能均优于辊轧工艺,精锻工艺的中值疲劳寿命是辊轧工艺的1.45~2.43倍,强度能够满足燃机长时间大状态的使用要求,可以用来替换辊轧工艺。 展开更多
关键词 GH4169 本体取样 叶片 力学性能
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涡轮叶片复合疲劳特性曲线及其规律的试验 被引量：24
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作者 闫晓军 孙瑞杰 +2 位作者 邓瑛 刘芝娜 聂景旭 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1824-1829,共6页
为了解高周振动载荷对于涡轮叶片高温疲劳性能的影响,对某型涡轮叶片进行高低周复合疲劳试验.试验结果表明,在低周载荷基础上叠加高频振动载荷,显著缩短了叶片的疲劳寿命;复合疲劳的分散性很大,且不存在疲劳极限,当叶片高周循环次数超过... 为了解高周振动载荷对于涡轮叶片高温疲劳性能的影响,对某型涡轮叶片进行高低周复合疲劳试验.试验结果表明,在低周载荷基础上叠加高频振动载荷,显著缩短了叶片的疲劳寿命;复合疲劳的分散性很大,且不存在疲劳极限,当叶片高周循环次数超过107时,继续试验叶片仍会发生断裂;在双对数坐标下,叶片的振动应力与其高周循环寿命成线性关系,即复合疲劳特性曲线(应力-寿命曲线、概率-应力-寿命曲线)服从双对数线性规律,进一步研究发现该规律对于高温合金材料的复合疲劳特性曲线具有普遍性. 展开更多
关键词 涡轮叶片 高低周复合疲劳 振动应力 疲劳特性曲线 双对数线性
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