《表4 线性摩擦焊TC11/TC17叶片单元件振动疲劳寿命》

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《线性摩擦焊接钛合金整体叶盘研制与实验研究》

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采用有限元数值仿真的TC11和TC17叶片单元件的一阶相对振动应力分布如图4所示，最大应力位于叶根R处，叶身中部应力较大。对三种焊缝位置的叶片单元件进行一阶振动应力分布测试和疲劳寿命实验，每种焊缝位置的单元件均为8件。一阶振动应力分布测试结果与数值仿真结果基本一致，最大应力位于叶根R处。疲劳寿命实验中，三种叶片单元件的最大应力位置的应力值均为600 MPa。在此振动条件下，根据振动应力分布实验的结果可知：H=38 mm单元件的焊缝上的最大应力约为522 MPa，H=43 mm单元件的焊缝上的最大应力约为564 MPa，H=63 mm单元件的焊缝上的最大应力约为600 MPa。三种焊缝位置的单元件的疲劳寿命如表4所示。取存活率P=50%、置信度γ=95%，误差限度δmax=5%，三种单元件的中值疲劳寿命分别为：焊缝位置H=38 mm为1.501×106次；焊缝位置H=43 mm为0.344×106次；焊缝位置H=63 mm为0.132×106次。实验后对叶片单元件进行荧光渗透检验，发现疲劳裂纹主要产生在叶根R处的最大应力区（TC17钛合金母材处）和叶身中部的大应力区（TC11钛合金母材处），裂纹均未产生在焊缝处及热影响区。