加工表面完整性影响试件疲劳性能的多因素微元分析模型及机理研究

基本信息
批准号:51875028
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:李勋
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王丹,孙剑飞,刘良宝,张翔宇,彭振龙,官椿明,王逸轩,杨慎亮
关键词:
广义应力集中疲劳性能表面粗糙度表面完整性切削机理
结项摘要

Machined surface integrity has a direct influence on the fatigue performance of specimens. But, the influencing mechanisms of surface integrity indexes are different significantly. Taking anti-fatigue processing of aerospace titanium alloy and superalloy as the main research objects, the relationship between the key indexes of surface integrity and the factors affecting fatigue performance of specimens is established according to the results of theoretical analysis and fatigue life testes. And then, multi-factor analysis model of machined surface integrity on fatigue performance of specimens is presented based on the stress analysis on microelement material of machined surface layer. Meanwhile, the innovation influencing mechanisms are developed and analyzed deeply, including of generalized micro stress concentration, multi-scale features of surface roughness curve, microstructural deformation and its direction, surface residual stress and its relaxation. The theoretical basis of optimizing the machining processes and controlling the machined surface integrity is obtained to improve the fatigue performance of titanium alloy and superalloy workpieces, which is of great significance to enrich and develop the technology of anti-fatigue processing in the aviation field.

机械加工表面完整性对零件的疲劳性能有直接的影响,但表面完整性各指标对其影响机理和影响程度又各不相同。本项目以航空典型钛合金和高温合金材料的抗疲劳加工为出发点,采用理论分析和具体实验相结合的研究方法,以试件表面层的微元材料为对象,将加工表面完整性各重要指标与影响试件疲劳性能的因素进行关联,建立加工表面完整性影响试件疲劳性能的多因素微元分析模型。以此为基础,提出并深入研究加工表面广义微观应力集中现象及形成机理、表面粗糙度曲线多尺度特征、表面组织纤维化及方向、加工表面残余应力及其保持性等对分析模型中各因素的影响规律,进而揭示不同表面完整性重要指标对试件疲劳性能的影响机理,形成针对不同工作条件下钛合金和高温合金的抗疲劳加工工艺选择和表面完整性控制的理论基础,并为研究其它材料和实际结构零件的抗疲劳加工提供参考,这对于推动抗疲劳加工技术在我国航空领域内的发展和应用具有重要意义。

项目摘要

机械加工表面完整性对零件的疲劳性能有直接的影响,但机械加工表面完整性各指标对其影响机理和影响程度又各不相同。以航空典型钛合金和高温合金材料的抗疲劳加工为出发点,采用理论分析和具体实验相结合的研究方法,以试件加工表面为对象,提出了机械加工表面多尺度微观形貌的解耦分析方法;基于机械加工表面的“过塑变”现象,建立了相应的有限元分析模型,研究了影响“过塑变”现象的主要因素及其对试件疲劳性能的影响规律;提出了机械加工表面的广义微观应力集中理论,研究了影响广义微观应力集中系数的主要因素和影响规律。并结合典型钛合金和高温合金试件,验证了相关理论研究正确性,为研究实际结构零件的抗疲劳加工提供参考,推动了抗疲劳加工技术在我国航空领域内的发展和应用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
4

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
5

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017

李勋的其他基金

批准号:51105024
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81041041
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41365005
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21607040
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50968002
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

表面完整性对表面纳米化TC4疲劳性能的影响机理研究

批准号:51274160
批准年份:2012
负责人:张聪惠
学科分类:E0414
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
2

高速铣削表面完整性疲劳行为及工艺控制模型研究

批准号:51005184
批准年份:2010
负责人:姚倡锋
学科分类:E0509
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

熨压加工表面纳米晶和织构形成机理及其对表面完整性的影响

批准号:51175023
批准年份:2011
负责人:骆红云
学科分类:E0508
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
4

超载对低周疲劳试件晶体滑移线的影响

批准号:59371036
批准年份:1993
负责人:李敏华
学科分类:E0104
资助金额:7.00
项目类别:面上项目