陈希 王俊昌 胡春玲

摘要：本文在MansonCoffin公式的基础上建立微动疲劳损伤模型和寿命预测模型，分析滑移幅值、接触半宽度、应变幅值、接触应力和最大应力对榫头榫槽寿命的影响；建立榫头榫槽连接结构有限元模型，开展钛合金榫头榫槽连接结构微动疲劳研究，得到榫头榫槽SN曲线。结果表明：（1）微动疲劳影响因素众多，本文基于几何参数提出的损伤参量可以较好的预测微动疲劳损伤；（2）滑移幅值的增加和等效应力的增加都会导致疲劳寿命的增加，而最大应力的增加、接触半宽度的增加和应变幅值的增加，会导致损伤参数的减少，继而导致疲劳寿命的降低。

关键词：航空发动机；叶片；榫头榫槽；疲劳

微动指两相互接触物体在一定法向载荷作用下发生相对位移，通常位移很小且具有反复性。许多学者认为几十微米的滑移幅值可造成金属表面的微动损伤。而航空发动机内大量使用榫连接结构、铆钉结构，普遍存在微动损伤。

钛合金由于比强度较高、工作温度范围较宽和优异的抗腐蚀能力，常用于航空发动机零部件制造。但钛合金耐磨性差，对微动损伤敏感，当用于榫连接结构时，榫头榫槽间容易发生微动疲劳损伤。资料表明，高周疲劳失效中1/6与榫连结构微动疲劳失效有关。[1]同时，1/5的航空发动机故障是由榫连接结构微动疲劳损伤造成的。[2]

本文在MansonCoffin公式的基础上建立微动疲劳理论预测模型，并建立榫头榫槽连接结构有限元模型，开展钛合金榫头榫槽连接结构微动疲劳研究。……