单晶涡轮叶片定向凝固过程应力场数值模拟 |
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引用本文: | 李世峰,何爱杰,邱飞.单晶涡轮叶片定向凝固过程应力场数值模拟[J].航空材料学报,2018(1). |
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作者姓名: | 李世峰 何爱杰 邱飞 |
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作者单位: | 中国航发四川燃气涡轮研究院;西北工业大学机电学院; |
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摘 要: | 针对单晶涡轮叶片壁厚尺寸精度偏低和壁厚尺寸漂移大等瓶颈问题,考虑叶片定向凝固过程边界条件不精确因素,通过实际温度数据采集,采用温度场与应力场耦合的有限元模拟方法,对单晶涡轮叶片定向凝固过程进行三维动态模拟,并结合单晶气冷叶片的工作状态,对模拟结果进行定性分析,得到应力分布规律。研究结果表明:当榫头进气窗口倒圆角R=0.5 mm时,叶片最大铸造热应力出现在榫头底面四大进气窗口区域,该区域最大应力比叶身截面最大应力高28.4%;该仿真方法可准确反映单晶涡轮叶片凝固过程温度/应力动态变化,将为避免叶片出现大铸造残余应力区,预防变形工艺,提高叶片壁厚尺寸精度及尺寸稳定性,提供量化参考依据。
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