68ky开元国际

航空发动机是飞机的“心脏”，是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的重要标志。涡轮叶片作为其核心热端关重件，其服役性能直接关系着航空发动机安全运行、检修周期与维护策略的有效制定。然而，涡轮叶片工作于“高温、高压、高转速、长期往复循环”（三高一长）的恶劣环境中，由于飞机启停与巡航的实际工况，使其承受着由蠕变损伤与疲劳损伤相互作用导致的蠕变-疲劳交互损伤。不同于单一的蠕变损伤，或疲劳损伤，“三高一长”环境中的涡轮叶片在飞机实际飞行过程中存在“服役受载种类多、工况多变不稳定、裂纹损伤难诊检”等问题，其损伤机制极为复杂，蠕变-疲劳寿命难以精确预测。涡轮叶片的蠕变-疲劳损伤分析与寿命预估也一直是学术界与工程界研究的难点与痛点。因此，研究复杂环境中涡轮叶片的蠕变-疲劳寿命预测方法意义重大。

针对上述寿命预测难题，航空工程开元国际78ky棋牌孙德滨博士团队基于Kachanov-Rabotnov-Lemaitre经典损伤力学理论，引入蠕变与疲劳的交互效应物理参量，在材料层面建立了镍基高温合金DZ125的蠕变-疲劳损伤演化模型；从涡轮叶片材料到其结构，考虑叶片弦、展向的非规则几何特征导致的应力“形状效应性”，在结构层面，采用修正因子进一步构建了涡轮叶片的蠕变-疲劳寿命预测模型；基于飞机外场载荷谱与叶片的流-热-固耦合数值模拟，采用线性累积损伤理论，探究了蠕变-疲劳载荷谱的等效方法，以叶身为研究对象，设计850℃环境中材料与特征结构件的蠕变-疲劳试验，并验证了所提理论模型的准确性。

试验结果表明，构建的考虑交互效应与形状影响的蠕变-疲劳寿命预测模型具有理想的寿命预测能力，其计算误差约为3%。该研究提出了一种高温环境中从材料到结构寿命精确预估的建模方法，具有重要的工程研究价值，也为深度研究形状、尺寸等几何要素的损伤作用机制奠定了理论基础。

图1 叶片特征结构件设计、模型验证与形貌分析

研究成果以论文形式发表于工程失效分析领域国际权威期刊《Engineering Failure Analysis》，题目为“Aircraft engine turbine blade lifespan prediction based on a novel creep-fatigue interaction damage model”。孙德滨为该论文第一作者与通讯作者。《Engineering Failure Analysis》由爱思唯尔（Elsevier）出版集团出版，该期刊致力于刊载工程结构失效、材料损伤机理、失效预防及寿命预测领域的基础与应用研究成果。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2025.110246