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作者：陈传勇;黄先念;何悦;宣海军;彭文雅;李钢;
单位：浙江大学能源工程学院;中国航发湖南动力机械研究所;
摘要：针对航空发动机钛合金转子寿命限制件的裂纹扩展准确预测问题，本文以含表面裂纹TC4钛合金试样为研究对象，利用弹塑性有限元方法研究了表面裂纹前缘三维约束因子分布特性，构建了程序化网格划分、应力提取和约束因子计算流程，开展大量算例仿真并与当前广泛使用的约束因子计算方法对比。结果表明：表面裂纹前缘约束因子呈“倒U型”分布，从试样表面位置到最深位置，约束因子从约1.25增大至约2.5；裂纹前缘约束因子受裂纹尺寸、裂纹形状以及加载载荷耦合作用，呈现出复杂非单调变化趋势。本文提出的基于程序化网格生成的有限元数值分析方法，相比传统有限元分析，可快速批量计算不同载荷水平、不同裂纹形状和尺寸的裂纹前缘三维约束因子；相比约束因子拟合公式，则能更好地反映裂纹前缘不同空间位置处的实际约束情况。
关键词：TC4钛合金;;表面裂纹;;裂纹前缘;;约束因子;;有限元分析
基金资助：国家自然科学基金(52305176);; 浙江省自然科学基金(LQ22E010005)~~
