钛合金真空电子束焊焊接接头多轴疲劳寿命研究

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1、中图分类号:V231.95论文编号:102870214-S061学科分类号:082502硕士学位论文钛合金真空电子束焊焊接接头多轴疲劳寿命研究研究生姓名顾明恒学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向结构强度指导教师郭海丁教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一四年一月万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringMultiaxialFatigueLifeEv

2、aluationofTitaniumAlloyElectronBeamWeldedJointsAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyGuMinghengAdvisedbyProf.GuoHaidingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2014万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

3、得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要论文以Ti60和TC17两种钛合金电子束焊焊接接头为研究对象，开展焊接接头多轴疲劳试验研究与多轴疲劳损伤模型研究。对两种钛合金电

4、子束焊焊接薄壁圆管试件进行了多种比例和非比例路径下的常幅拉扭多轴疲劳试验，建立了不同加载工况下钛合金电子束焊焊接接头的疲劳寿命曲线。研究了多轴疲劳载荷作用下，Ti60和TC17钛合金电子束焊焊接接头的断裂模式以及不同加载模式对其疲劳寿命的影响。通过对两种钛合金焊接试件多轴疲劳断口的宏观及微观形貌观察发现：两种钛合金电子束焊接头在多轴载荷作用下的疲劳裂纹常以人字形扩展，其中，Ti60电子束焊焊接接头疲劳断口特征表现为脆性断裂中的解理断裂，TC17电子束焊焊接接头多轴疲劳断口特征表现为脆性断裂中的准解理断裂。论文基于临界

5、平面方法和试验结果，对Ti60和TC17钛合金电子束焊焊接接头的多轴疲劳寿命模型进行了研究，讨论了七种多轴疲劳模型对这两种钛合金焊接试件多轴疲劳寿命预测的适用性。在所筛选出来的多轴疲劳模型中，考虑到加载模式的不同和材料的性能的影响对KBM模型的疲劳常数s进行了修正，修正后的模型较修正前的模型用于两种钛合金焊接试件多轴疲劳寿命预测时误差显著降低；论文还对Findley及Itoh多轴疲劳模型进行了深入的研究，深入讨论了相位差、非比例加载及材料晶体结构对两种钛合金电子束焊接头多轴疲劳寿命的影响，并引入了相应的修正方法，取得

6、了良好的结果。关键词:多轴疲劳，钛合金，真空电子束焊，临界平面法，寿命预测I万方数据钛合金真空电子束焊焊接接头多轴疲劳寿命研究ABSTRACTTwodifferentElectronicBeamWelded(EBW)jointsofTi60andTC17titaniumalloyweretakenastheresearchobjectinthisarticle.Theoryandpracticemethodwereintegratedinthisresearchtocarryoutthemultiaxialfatig

7、uetestofthetwodifferentweldedspecimensandthestudyofmultiaxialfatiguedamagemethod.TheuniaxialandmultiaxialfatiguetestsforthetwodifferentEBWjointsunderamplitudeunchangedmultiaxialloadshavebeenperformedtoestablishtheload-life(S-N)curveunderdifferentloadingmodes.Th

8、einfluenceofdifferentloadingmodesandthefracturemodeoftwodifferenttitaniumalloyEBWjointshavebeenstudiedinthisarticle.Withthehelpofscanningelectronmicroscope(SEM),Macroandmicr