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南京航空航天大学最新研究:基于十字形试样疲劳试验的双轴载荷下镍基合金GH4169疲劳裂纹扩展行为及失效机理

论论资讯 | 2023-03-01 2热度

Metals

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Fatigue Crack Growth Behavior and Failure Mechanism of Nickel-Based Alloy GH4169 under Biaxial Load Based on Fatigue Test of Cruciform Specimen

Wu Z.; Pan Y.; Lei H.; Wang S.; Fang L.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/met13030588

研究背景

航空发动机零部件由于其复杂的几何形状和多种循环负载,在使用过程中常处于多轴复杂应力状态。多轴疲劳是许多空难的主要原因之一。因此,研究航空材料的疲劳失效机理具有重要意义。然而,当前研究领域存在的问题是,如何研究镍基合金在多轴复杂应力状态下的疲劳裂纹扩展行为和失效机理。

研究内容

本文在十字形试样上进行了双轴疲劳试验,并使用表面复制法记录了裂纹的起始和扩展过程。基于这些疲劳试验,本文研究了航空发动机用镍基合金GH4169的多轴疲劳特性,并分析了镍基合金在复杂多轴应力状态下的疲劳裂纹扩展行为和失效机理。

研究意义

本文的创新点在于,采用了表面复制法记录裂纹的起始和扩展过程,这为研究镍基合金在多轴复杂应力状态下的疲劳裂纹扩展行为和失效机理提供了新的手段。本文的研究结果表明,镍基合金在多轴复杂应力状态下的疲劳裂纹扩展行为和失效机理与单轴应力状态下的有所不同,这对于提高航空发动机零部件的安全性具有重要意义。

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