镍基单晶薄壁孔结构

1000°C抗超高频疲劳

专为涡轮叶片气膜孔区设计的镍基单晶薄壁试件，保留真实孔边应力集中特征，可用于1000°C下20 kHz超高周疲劳测试与损伤机理研究。

Jiayuan, Gao · Huang, Zhiyong · Chunjian, Wang · Zhongwei, Hu · Wunchang, Xu

International Journal of Fatigue 2026

参数信息

加载频率

20 kHz

试验温度

1000 °C

技术优势

高温下真能测

采用了共振拉压夹具，在 20 kHz 下对带斜孔薄壁单晶试件实现了稳定加载，解决了常规方法无法共振的难题。

孔边失效位置可预测

裂纹优先在气膜孔边缘与试样表面形成的尖角区起裂，该处因斜孔几何诱导强烈的循环塑性应变局部化。

早期扩展方向能判断

晶体塑性有限元模拟复现了损伤局部化，表明存储能密度可有效识别早期裂纹扩展方向，并确定了 {111} 滑移系中 SS9 为主导承载系统。

应用场景

• 航空发动机涡轮叶片：为带孔叶片的 VHCF 寿命评估提供可直接使用的薄壁试件与高温测试方法。
• 镍基单晶高温合金：在 1000 °C、20 kHz 下揭示镍基单晶孔边滑移系损伤演化与氧化影响。
• 高温疲劳测试：克服常规超声疲劳对薄壁带孔小试件的共振限制，扩展高温 VHCF 试验能力。