徐燊，朱顺鹏，郝永振，廖鼎

电子科技大学 机械与电气工程学院 系统可靠性与安全性研究中心，成都 611731

高压涡轮(HPT)盘作为航空发动机关键部件之一，其正常地工作运转对航空发动机的结构完整性与可靠性具有重要意义。通常，高压涡轮叶盘工作环境恶劣，受到高转速、高温以及异常振动等复杂载荷的影响。涡轮部件的损伤机制常包括多轴疲劳(包括高周疲劳和低周疲劳)、蠕变断裂、高温腐蚀及其间交互作用[1-5]。由于气流引起的振动载荷的振幅远小于离心载荷的振幅，因此通常认为振动会导致高周疲劳、离心载荷导致低周疲劳[4-5]。特别是涡轮叶片与涡轮盘相互作用面处的较高接触应力和短周期震荡会导致微动磨损并促使其最终失效。对于涡轮盘的失效机理分析，Kermanpur等[6]指出涡轮叶片与涡轮盘的榫头与榫槽之间的间隙不足会导致裂纹发生并且最终造成涡轮盘整体失效。通过将有限元法计算所得的接触应力和体积应力作为寿命评估分析的输入，Golden和Calcaterra[7]提出了一种用于分析枞树型微动疲劳的裂纹扩展寿命预测模型。Chen等[8]基于低周疲劳和蠕变疲劳相互作用下的应力应变响应，采用修正的线性损伤累积法和修正的应变程分割法对涡轮盘榫槽区域进行了寿命预测，但忽略了枞树型区域的高接触应力和缺口的影响。考虑到发动机服役过程中涡轮叶盘榫连结构不规则曲面致使的多轴应力应变状态，开展涡轮盘榫槽与叶片榫头连接部位的多轴疲劳寿命预测对确保发动机涡轮结构完整性尤为重要。……