项目简介
项目名称
高低周复合载荷下NiTi涂层微动损伤的数值模拟和试验新方法
项目批准号
50575009
学科分类
E050401
工程与材料科学部
_机械工程
_机械结构强度学
_机械结构损伤、疲劳与断裂
资助类型
工程与材料科学
负责人
王荣桥
依托单位
北京航空航天大学
批准年份
2005
起止时间
200601-200812
批准金额
26.00万元
摘要
当前先进航空发动机压气机榫接结构破坏是其主要失效形式之一，这极大地限制着航空发动机使用可靠性和寿命。NiTi形状记忆合金（SMA）是一种新型功能材料，具有形状记忆效应（SME）、伪弹性（PE）、高阻尼性和耐磨性等性质。因此，提出带NiTi涂层榫槽抗微动疲劳新方法。
本研究通过对NiTi合金的特性及本构关系的验证研究，确定了数值模拟的物理模型。基于榫接构件微动疲劳机理，SMA特性抗表面疲劳裂纹萌生及延展机理研究，对NiTi涂层抑制表面裂纹进行有限元数值模拟，结果表明，SME和PE抑制裂纹损伤效果均显著，随着温度的升高，随着裂纹的扩展，NiTi涂层的抑制效果显著增强。进一步提出复杂在和的桥式和榫接的寿命试验及有限元数值计算，形成一套精确计算NiTi构件低周载荷及高低周复合载荷下的微动疲劳寿命计算方法，通过计算可知，带涂层比不带涂层的榫接构件寿命提高了近一倍。
本项目研究可用于解决航空发动机榫接微动疲劳这一悬而未决的问题，同时也为NiTi涂层在微机电系统、医学植入等其他领域应用尤其是疲劳设计打下基础，拓展了NiTi合金的应用空间和应用深度。
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