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发动机SiC/SiC复合材料连接结构多尺度损伤表征及寿命预测
【作者】 刘昱； 胡殿印； 刘茜； 吴晓川； 蔡坤； 刘旭辉； 马鹏辉； 王荣桥；
【机构】 北京控制工程研究所； 北京航空航天大学航空发动机研究院； 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室； 北京航空航天大学能源与动力工程学院； 机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室；
【摘要】 本文针对航空发动机涡轮叶片榫头结构的疲劳失效问题,提出了一种基于多尺度分析的SiC/SiC复合材料疲劳寿命预测框架。通过构建反映真实形貌的单胞模型,开发基于自洽聚类分析(SCA)的并发多尺度与循环内聚力模型(CCZM)联合算法,量化了面内纤维束/基体损伤与层间分层损伤的耦合效应。结合双榫头预制体快速成型工艺,实现了榫头结构的高效制备与性能验证。试验结果表明,所提方法疲劳寿命预测误差由65.30%降至20.04%,分层裂纹扩展拟合优度达0.9081,较传统方法精度提升50.37%,为SiC/SiC复合材料在航空发动机关键部件中的应用提供了理论支撑。
【基金】 国家重点研发计划项目（2021YFC2202800）;国家自然基金基金（52472392）
- 【会议录名称】 第九届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第四十五届技术交流会论文集（第六册）
- 【会议名称】第九届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第四十五届技术交流会
- 【会议时间】2025-08-15
- 【会议地点】中国贵州贵阳
- 【分类号】V231.95
- 【主办单位】中国空天动力联合会、冲压发动机技术全国重点实验室、空间高效能推进技术及应用全国重点实验室、航天液体动力全国重点实验室、固体推进全国重点实验室、空天飞行高温气动全国重点实验室、航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室、绿色氢电全国重点实验室、先进内燃动力全国重点实验室、空天飞行技术全国重点实验室