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基于微观胞元的镍基单晶合金应力松弛数值模拟
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG132.3[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]
  • 作者机构:[1]湖南工业大学机械工程学院,湖南株洲412007
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50875080),湖南省研究生科研创新基金资助项目(CX2013B410),湖南省十二五重点学科(机械工程)基金资助项目
中文摘要:

对DD3镍基单晶高温合金薄壁圆筒试样在680℃进行了拉/扭低周疲劳试验,基于单晶合金的微观结构特性,建立了γ/γ'双相微观多胞元力学模型,采用双线性随动Hill硬化模型,对试样进行拉/扭循环位移加载有限元数值模拟.研究结果表明:高温非对称循环载荷下,试样轴向表现出应力松弛行为和非弹性形变累积,其中基体相最先出现塑性累积变形,导致低周疲劳破坏.数值模拟研究发现,使用单个胞元模型进行拉/扭多轴位移加载,会出现边界应力畸变现象,与试验结果不相吻合,而采用多个胞元力学模型则可以避免发生边界应力畸变现象,能够更好地模拟高温非对称循环载荷下的应力松弛行为和对单晶合金进行应力弱化损伤研究.

英文摘要:

The tension-torsion experiments at 680 ℃ on DD3 nickel-based single crystal superalloy thin-wall tube samples were conducted. Based on the microstructure characteristics of nickel-based single crystal alloy, two-phase multi- cell microscopic scale mechanical model were established. Using the bilinear follow Hill hardening model, made finite element numerical simulation of tension / torsion cyclic displacement loading on the samples. It is indicated that the sample axis showed stress relaxing behavior and inelastic deformation accumulation under high temperature asymmetric cyclic loading. The matrix phase appeared plastic deformation accumulation at first and led to low cycle fatigue damage. The numerical simulation found that the boundary stress distortion phenomenon appeared with a single cell for tension-torsion displacement loading, it is not consistent with experimental results. While using multi-cell model could avoid this phenomenon, it can better simulate stress relaxation behavior under asymmetric cyclic loading at high temperature and study stress weaken damage for single crystal alloy.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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)
  • 被引量:13332