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镍基单晶合金中空穴绕夹杂形核及后续演化的有限元分析
  • ISSN号:1000-8055
  • 期刊名称:航空动力学报
  • 时间:0
  • 页码:179-185
  • 语言:中文
  • 分类:TG132.32[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学] O34[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学力学与土木建筑学院,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(50775183);教育部博士点基金(N6CJ0001)
  • 相关项目:高低周组合疲劳的晶体塑性理论及其在涡轮冷却单晶叶片上的应用
中文摘要:

采用内聚力单元模拟镍基单晶合金中基体与夹杂之间的界面,对镍基单晶合金中空穴绕夹杂形核及扩张的过程进行了初步的分析。夹杂-基体界面的粘结强度不同,空穴的相对体积分数增长速度存在较大差异。粘结强度越小,空穴越容易形核,空穴扩张的速率越大;粘结强度越大,空穴越难于形核,空穴扩张的速率越小。应力三维度是空穴形核及扩张的主要驱动力,应力三维度越高,空穴形核及扩张的速率越大。应力三维度不同时,基体-夹杂界面开裂的初始位置及裂纹扩展的方式不同。在高应力三维度下空穴的演化由低应力三维度时的形状改变为主变为体积膨胀为主。Lode参数对空穴的形核过程及空穴形成后的扩张有着显著的影响。晶体取向对空穴的形核过程有着显著的影响,不同取向时基体-夹杂界面开裂的初始位置及裂纹扩展的方式不同。晶体取向对空穴的扩张有着显著的影响。在考虑镍基单晶合金的晶体取向相关性时,必须同时考虑Schmid系数、弹性模量和开动的滑移系。

英文摘要:

The void nucleation and growth around an inclusion in nickel-based single crystal superalloys are analyzed by using the cohesive zone model to simulate the interface between the matrix and the inclusion.The strength of the interface includes its normal and shear strengths.The relative void volume fraction is noticeably different for different cohesive strengths.The smaller the cohesive strength is,the easier the void nucleation and the higher the void growth rate are.The stress triaxility is the main driving force of void nucleation and growth.The initial location of the interfacial debonding and subsequent crack propagation are different when the stress triaxility changes.At low stress triaxility,void deformation mainly exhibits itself as shape-change;at higher stress triaxility,it mainly exhibits itself as bulk expansion.Lode parameter has great effect on void growth and its shape change.The crystallographic orientation has considerable influence on void growth from initial debonding through complete separation to subsequent growth.

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期刊信息
  • 《航空动力学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:陶智
  • 地址:北京市海淀区学院路37号
  • 邮编:100191
  • 邮箱:JAP@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317410
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8055
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2297/V
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  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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