激光冲击强化提高外物打伤钛合金模拟叶片高周疲劳性能

摘要：

为指导钛合金叶片抗外物打伤激光冲击强化工艺设计,根据真实叶片叶型特征设计了刃口型模拟叶片,采用两种激光冲击强化工艺对模拟叶片进行预处理,并采用空气炮系统进行外物打伤模拟试验,最后通过疲劳试验和应力场预测进行疲劳性能影响规律及机理分析.试验结果表明:模拟叶片外物打伤后疲劳强度由518.45MPa降为290.72MPa,而激光能量为5J和7J强化工艺下疲劳强度分别提升至344.49、374.93 MPa.激光冲击引入高数值残余压应力场,大大改善了外物打伤区域的局部应力场分布,在显著提高外物打伤模拟叶片疲劳强度的同时,可承受更大的应力集中,也增大了疲劳缺口系数偏差.两种强化工艺中激光能量越大,产生的残余压应力场数值和深度越大,更加有效地降低裂纹扩展过程中的等效应力强度因子幅值,外物打伤模拟叶片疲劳强度和疲劳缺口系数偏差提高程度越大.

关键词：钛合金模拟叶片、激光冲击强化、外物打伤、高周疲劳强度、疲劳缺口系数、残余应力

所属期刊栏目：36

分类号：V231.95(航空发动机（推进系统）)

资助基金：博士后创新人才支持计划;中国博士后科学基金面上项目;陕西省自然科学基金

在线出版日期：2021-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：137-147