高低周复合载荷下NiTi涂层微动损伤的数值模拟和试验新方法

由先进航空发动机压气机榫接普遍存在的微动疲劳问题，基于NiTi合金的超弹性、耐磨性和抗疲劳特性，提出带NiTi涂层榫槽抗微动疲劳新方法，进而提炼出高低周复合疲劳载荷下NiTi涂层微动疲劳损伤自适应的研究命题。研究高低周复合疲劳载荷下：类榫接接触副微动疲劳机理；基于SMA超弹性抗表面疲劳裂纹萌生机理；基于NiTi超弹性，基材已有表面损伤下的损伤延展抑制机理；基于NiTi超弹性本构模型以及有限元固化下的NiTi涂层微动损伤的数值模拟方法。进一步提出能够很好模拟高低周复合疲劳载荷的测试NiTi损伤和寿命的新型试验方案，借助于压气机榫接半构件结构进行带NiTi涂层和不带NiTi涂层的对比试验，并对数值模拟方法进行修正。本项目研究可用于解决航空发动机榫接微动疲劳这一悬而未决的问题，同时也为NiTi涂层在微机电系统、医学植入等其他领域应用尤其是疲劳设计打下基础，拓展了NiTi合金的应用空间和应用深度。