离心轮内部疲劳裂纹扩展及其无损定量表征

为研究某离心轮内部疲劳裂纹扩展及其无损定量表征,开展了高速低循环旋转疲劳试验以及多种无损检测定量表征、断口分析、疲劳裂纹扩展仿真对比研究。研究结果表明:疲劳裂纹到达表面后,疲劳裂纹处于非稳定扩展阶段;20 000～21 700循环间,区间疲劳裂纹扩展速率仿真值与无损表征值接近;21 700～21 789循环间,区间疲劳裂纹扩展速率无损表征值比仿真值大2.5倍左右。疲劳裂纹在离心轮内部、夹杂缺陷区外扩展时,疲劳裂纹处于稳定扩展阶段;全聚焦法(TFM)超声检测和衍射时差(TOFD)超声检测能识别离心轮夹杂缺陷/疲劳裂纹内部扩展;0循环和6000循环时疲劳裂纹在夹杂缺陷区内,无损检测表征值均未发生变化;9000循环及之后,裂纹高度H和径向长度L_R的TFM超声无损表征值出现明显的增大,变化与断口值相似但增幅偏小。

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