大型汽轮机过渡区叶片的环境致裂与激光冲击延寿机理

项目名称： 大型汽轮机过渡区叶片的环境致裂与激光冲击延寿机理

项目编号： No.51175177

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 张显程

作者单位： 华东理工大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 面向超超临界（SUC）大型汽轮机长寿命可靠运行的需求，针对含NaCl高温水环境中低压过渡区叶片材料的环境致裂特性及激光冲击延寿机理展开研究。主要包括：（1）通过疲劳载荷下材料表面化学反应的适时测量与分析，结合Faraday定律，建立应力协助扩散及环境促进疲劳相耦合的表面化学－力学模型，澄清环境等效应对材料疲劳抗力及裂纹扩展的作用机制；（2）通过时间、环境相关的残余应力释放机理研究，澄清残余应力对疲劳寿命及裂纹扩展的影响规律并建立映射关联，合理描述激光冲击对叶片材料延寿的作用机制；（3）通过Monte-Carlo算法，结合小裂纹理论及表面化学－力学模型，建立包含环境效应及残余应力参量、物理意义明确的疲劳裂纹扩展及寿命模型。本研究体现了力学、化学和材料等多学科的交叉，可望从化学-力学角度阐明环境疲劳致裂的基本规律并建立预测、延寿方法，为SUC关键部件的寿命设计方法和制造水平提升提供科学支持。

中文关键词： 疲劳断裂；多尺度裂纹；寿命预测；氧化；表面制造

英文摘要：

英文关键词： Fatigue fracture；Multi-scale crack propagation；Life prediction；Oxidation；Surface manufacturing