本书针对涡轮叶片本征力学性能，系统地对涡轮叶片小试样解剖方法、涡轮叶片小试样取样编码及硬件管理方法、小试样与标准试样映射关系理论，以及涡轮叶片解剖小试样在叶片蠕变性能评估、叶片剩余寿命评估、叶片排故中的应用等进行研究。全书共8章，涉及不同结构形式涡轮叶片的取样方法、考虑颈缩大变形的小试样单轴拉伸试验数据转化方法、考虑颈缩大变形的小试样单轴蠕变试验数据转化方法、疲劳载荷作用下的小试样与标准试样加载应变的转化关系、涡轮叶片原位取样在结构强度/剩余寿命/排故等领域的应用等内容。
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国家自然科学基金：发动机涡轮单晶叶片寿命分析和晶体取向优化设计
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.1.1 叶片结构完整性要求 1
1.1.2 叶片本征力学性能测试的必要性 1
1.2 标准试样测试方法 3
1.3 小试样研究现状 4
1.3.1 小试样拉伸测试的数据关联 5
1.3.2 测试设备与新型测量技术 5
1.4 小试样测试方法 6
参考文献 8
第2章 小试样高温变形的测量方法 12
2.1 引言 12
2.2 EFPI工作原理及标定 13
2.2.1 EFPI的工作原理 13
2.2.2 试样形式及常温标定试验 15
2.2.3 温度敏感性标定试验 18
2.2.4 高温拉伸试验 20
2.2.5 高温蠕变试验 21
2.3 小试样高温拉伸有限元分析 21
2.4 小试样高温拉伸试验结果 25
2.4.1 高温拉伸预试验结果 25
2.4.2 镍基高温合金高温拉伸试验结果 28
2.5 小试样高温蠕变试验结果 32
2.6 本章小结 36
参考文献 37
第3章 叶片本征性能测试方法 39
3.1 引言 39
3.2 数据转换与试验 40
3.3 典型测试数据及映射关系 44
3.3.1 单轴拉伸数据映射 44
3.3.2 蠕变数据映射 45
3.3.3 疲劳数据映射 47
3.4 本章小结 49
参考文献 49
第4章 涡轮叶片取样抗蠕变性评估 52
4.1 叶片原位取样设计 52
4.1.1 带孔样模拟件取样设计 52
4.1.2 工字形模拟件取样设计 54
4.1.3 叶片原位取样设计合理性 55
4.2 叶片不同部位原位取样抗蠕变性评估 57
4.2.1 叶片不同部位原位取样拉伸试验数据 57
4.2.2 叶片不同部位原位取样蠕变试验数据 59
4.2.3 叶片不同部位原位取样微观组织演化 61
4.3 叶片榫头原位取样厚度影响 66
4.3.1 叶片榫头原位取样情况 66
4.3.2 叶片榫头原位取样不同厚度的试验结果 66
4.4 本章小结 70
参考文献 70
第5章 涡轮叶片不同服役时间剩余寿命评估 72
5.1 叶片原位取样规划及解剖方案 72
5.1.1 叶片原位取样规划 72
5.1.2 叶片原位取样解剖方案 72
5.2 不同服役时间叶片原位取样剩余蠕变寿命试验结果 74
5.2.1 蠕变试验结果 74
5.2.2 不同服役时间叶片不同部位微观组织 77
5.2.3 不同服役时间对叶片微观组织的影响 80
5.3 叶片不同服役时间下的剩余寿命评估 85
5.3.1 理论模型 85
5.3.2 理论预测结果 89
5.4 本章小结 90
参考文献 90
第6章 叶片排故中的小试样方法 92
6.1 背景 92
6.2 叶片取样情况 92
6.2.1 试验件规划 92
6.2.2 微型持久试验件设计及取样位置 94
6.2.3 小试样取样夹具设计及取样 95
6.3 叶片排故试验及分析 95
6.3.1 小试样预变形分析 96
6.3.2 持久试验结果 97
6.3.3 延伸率及断面收缩率 101
6.3.4 晶粒度 103
6.3.5 断口分析 111
6.3.6 持久试验前SEM 分析 113
6.3.7 持久试验后SEM 分析 118
6.3.8 持久试验前后EDS 分析 121
6.3.9 有限元模拟 128
6.4 本章小结 132
参考文献 132
第7章 叶片不同部位服役过程性能劣化对比评估 134
7.1 小试样持久和低周疲劳试验件设计 134
7.2 高压涡轮叶片取样位置及取样方案 135
7.2.1 高压涡轮工作叶片取样 135
7.2.2 高压涡轮导向叶片取样 137
7.3 工作叶片持久试验方案及过程 138
7.3.1 材料及试样 138
7.3.2 蠕变试验结果数据汇总及分析 140
7.3.3 持久蠕变试验断口分析 142
7.3.4 试验小结 148
7.4 导向叶片持久试验 149
7.4.1 材料及试样 149
7.4.2 导向叶片蠕变试验结果分析 150
7.4.3 持久蠕变试验断口分析 152
7.4.4 试验小结 158
7.5 导向叶片疲劳试验方案及过程 158
7.5.1 导向叶片疲劳试验装置及疲劳试验 158
7.5.2 导向叶片疲劳试验结果数据汇总及分析 160
7.5.3 疲劳试验断口分析 161
7.6 本章小结 162
参考文献 163
第8章 叶片资源及数据管理 164
8.1 叶片分区域取样编码规则 164
8.2 叶片最大化取样编码规则 167
8.3 叶片取样硬件管理规则 168
8.4 本章小结 169
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