喷丸残余应力及夹杂影响小裂纹仿真概率模型

作者：杨茂; 陆山^*; 潘容; 张永刚; 刘小桃; 秦仕勇

来源：航空动力学报, 2023, 38(04): 913-920.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210588

• 喷丸
• 残余应力
• 夹杂
• 小裂纹形核扩展
• 萌生寿命

提出考虑喷丸残余应力及内部夹杂影响的随机内部小裂纹形核扩展概率模型，实现构件内部疲劳裂纹萌生过程的仿真。针对高温合金X，在开展试验的数据基础上，识别模型所需的残余应力分布参数、“形核相关”夹杂尺寸分布参数、微观结构相关塑性本构参数及小裂纹形核扩展参数。模型成功预测喷丸等直棒两种主要的形核方式：残余拉应力平衡层夹杂形核及无残余应力区夹杂形核。与试验对比，模型预测内部裂纹萌生寿命及其分散精度高，残余拉应力平衡层预测萌生寿命中值误差为2%，-3σ寿命误差为37%，无残余应力区预测萌生寿命中值误差为3%，-3σ寿命误差为3%；此外，模型仿真的内部裂纹形貌为“鱼眼形”，贴合试验件断口形貌。

• 单位
  西北工业大学; 中国航发西安航空发动机有限公司; 西安航空发动机（集团）有限公司