第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文研究的主要内容 3
第二章 夹杂物对粉末冶金盘应力分布的影响 4
2.1 引言 4
2.2 球形夹杂附近的应力场 5
2.2.1 单向拉应力下球形夹杂附近的应力分布 5
2.2.2 温度载荷下的应力分布 9
2.2.3 单向拉伸载荷和温度载荷的共同作用下的应力分布 10
2.3 椭球形夹杂对粉末高温合金基体应力分布的影响 11
2.3.1 Eshelby夹杂理论 11
2.3.1.1 Eshelby椭球形夹杂内应力分布的弹性力学解 11
2.3.1.2 Eshelby椭球性夹杂外母体应力分布的弹性力学解 13
2.3.1.3 夹杂与母体材料参数不同时的应力分布 16
2.3.2 应力场计算结果及分析 17
2.3.2.1 椭球形夹杂和母体在xy平面上交界处的应力分布 20
2.3.2.2 椭球形夹杂的形状对应力场的影响 20
2.3.2.3 体积相等形状不同的夹杂周围母体应力场的对比 21
2.3.2.4 截面积相等形状不同的夹杂周围母体应力场的对比 22
2.3.2.5 双向加载下的应力场 22
2.3.2.6 夹杂材料参数对应力场的影响 23
2.3.2.7 夹杂材料参数对最大应力点位置的影响 24
2.3.2.8 不同计算方法的对比 25
2.4 小结 28
第三章 粉末高温合金低周疲劳失效概率模型 29
3.1 引言 29
3.2 单向拉伸标准试件低周疲劳失效概率模型的建立 29
3.2.1 表面夹杂引起的低周疲劳失效概率模型 29
3.2.1.1 概率模型的推导 29
3.2.1.2 算例 31
3.2.2 内部夹杂引起的低周疲劳失效概率模型 32
3.2.2.1 概率模型的推导 32
3.2.2.2 算例 33
3.2.3 表面和内部夹杂共同引起的低周疲劳失效概率模型 33
3.2.3.1 概率模型的推导 34
3.2.3.2 算例 34
3.3 低周疲劳失效概率模型的验证 35
3.3.1 FGH95的低周疲劳试验数据 35
3.3.2 低周疲劳寿命的可靠度分析 36
3.3.2.1 寿命方程的拟合 36
3.3.2.2 FGH95夹杂尺寸因子的计算 38
3.3.2.3 低周疲劳试验失效概率的计算 39
3.3.3 FGH95中夹杂含量和尺寸分布的反推 41
3.4 小结 42
第四章 粉末冶金涡轮盘的失效概率模型 43
4.1 引言 43
4.2 工程实际中的FGH95夹杂数据的拟合 43
4.3 等温等厚空心旋转圆盘的失效概率模型 46
4.3.1 等温等厚空心圆盘的失效概率模型的建立 46
4.3.2 等温等厚空心旋转圆盘失效概率算例 49
4.4 实际粉末冶金涡轮盘的失效概率模型 50
4.4.1 FGH95涡轮盘应力分析 50
4.4.1.1 计算模型和载荷 50
4.4.1.2 应力分析结果 51
4.4.2 实际涡轮盘的失效概率模型的分析结果 55
4.5 夹杂物尺寸分布函数对可靠度的敏感性分析 56
4.5.1 夹杂物尺寸分布函数的影响 57
4.5.2 随机变量的均值对失效概率的影响 58
4.6 小结 58
第五章 总结 59
5.1 本文的结论与贡献 59
5.2 对今后研究工作的建议 59
参考文献 60
致谢 62