单晶涡轮叶片三维晶体取向相关性能分析及优化

摘要：

采用单晶正交各向异性弹性本构关系,分析了三维晶体取向对单晶涡轮叶片应力分布、蠕变寿命、低周疲劳寿命及叶尖径向位移的影响.结果表明,三维晶体取向对单晶叶片上述性能存在显著影响,且3个取向角之间相互耦合,偏差角对叶片性能的影响随着随机角的方位而变化,随机角对叶片性能的影响也随着偏差角的角度而不同.在此基础上,应用ISIGHT构建了单晶叶片全三维取向优化平台,以蠕变寿命、低周疲劳寿命及叶尖最大径向位移为优化目标,采用邻域培植多目标遗传算法进行了叶片三维取向优化,所得Pareto解聚集在偏差角12°的区域内.选择寿命最长的Pareto解作为最优解,相对于初始强度计算点,蠕变寿命提高6倍,低周疲劳寿命提高37倍,叶尖最大径向位移减小2.5％.

关键词：单晶涡轮叶片、三维晶体取向、取向相关性能、多目标优化、Pareto解

所属期刊栏目：31

分类号：V231.91(航空发动机（推进系统）)

资助基金：上海市“引进技术消化与吸收”专项资金12XI-04

在线出版日期：2016-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：289-298