基于大变形蠕变分析的持久寿命预测方法

叶文明¹，胡绪腾¹，马晓健²，宋迎东^1,3

1. 南京航空航天大学能源动力学院江苏省航空动力系统重点实验室2. 中航工业沈阳发动机设计研究所压气机研究室3. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

摘 要：提出一种基于真应力真应变弹塑性蠕变本构模型和大变形有限元分析的高温构件持久寿命预测方法。该方法利用以真应力-真应变表示的材料高温拉伸应力-应变曲线建立材料的弹塑性模型,基于蠕变曲线建立蠕变本构模型,并采用大变形有限元方法计算高温构件在给定载荷下的变形响应曲线,根据其响应曲线的变化趋势来确定构件持久寿命。通过TC11钛合金缺口试件500℃下的持久试验对上述方法进行验证,并与三种基于小变形分析的持久寿命预测方法进行对比。结果表明:本工作提出的方法可以较准确地预测TC11缺口试件的高温蠕变响应和持久寿命,其预测精度优于基于关键点断裂应变、缺口净截面平均有效应力以及骨点应力的小变形有限元分析的寿命预测方法。

关键词：持久寿命预测;蠕变本构;TC11钛合金;缺口试件;有限元分析;