● 摘要
本论文包括两个部分的内容，第一部分是对于DZ125定向凝固材料试件及叶片的应力应变计算，包括参数提取与有限元计算。第二部分是在前面的基础上利用CDM的方法对试件和叶片的寿命进行预测。为了对DZ125定向凝固涡轮子叶片进行强度寿命分析，必须能够描述DZ125合金在高温复杂载荷条件下的力学变形特征。本文采用正交各向异性的Chaboche粘塑性本构理论模型，利用遗传算法和单调拉伸数据提取了各温度下的粘塑性本构模型的参数，并成功模拟了单调拉伸试验曲线和蠕变试验曲线，对该材料的力学性能进行了预测，并对结果进行了分析。本文还使用优化过的Chaboche本构参数，通过有限元方法计算试验件的应力应变响应。损伤力学，在过去的几十年逐渐成为力学的一个新的分支，损伤力学解释了一些经典力学解释不了的材料行为，在现代工程设计中越来越得到广泛的应用，得到越来越多的关注。随着燃气涡轮发动机涡轮前的燃气温度和核心机的增压比不断提高， 发动机热端部件，尤其是涡轮叶片的工作条件越来越恶劣。在各种影响涡轮叶片寿命的损伤中，高温疲劳、蠕变-疲劳 (蠕变疲劳交互作用) 是涡轮叶片工作中主要的损伤因素，因此，预测疲劳蠕变条件下的寿命具有极其重要的意义。本文还建立了DZ125合金的疲劳/保载的CDM寿命预测模型，结合有限元的计算结果进行寿命预测。最后通过有限元方法计算某型航空发动机高压涡轮转子叶片在典型载荷谱下的应力应变响应，进行涡轮转子叶片强度寿命分析。