单晶高温合金疲劳模型

多因素协同预测

面向气膜孔单晶涡轮叶片的疲劳强度预测模型，综合晶体取向、温度场与载荷参数，预测偏差小于7.7%。

Xingyue, Liu · Haiyan, Liu · Zhang, Xiaojie · Hu, Dianyin · Liu, Xi · Mao, Jianxing · Zhang, Bin

Hangkong Dongli Xuebao/Journal of Aerospace Power 2026

参数信息

预测误差

<7.7 %

疲劳强度降幅

12.4 %

平均应力增长率比值

3.44

疲劳强度差异

2 %

技术优势

取向敏感范围明确

当主取向偏角小于7.1°时，疲劳强度差异不超过2%，设计时可不考虑该取向偏差的影响。

温度影响规律清晰

980 ℃时疲劳强度较850 ℃降低12.4%，为高温强度修正提供依据。

应力比效应可预测

等寿命曲线呈凸形，低应力比区平均应力增长率是高应力比区的3.44倍，可用于优化载荷工况。

应用场景

• 航空发动机涡轮叶片疲劳设计：叶片疲劳设计可直接调用该模型预测强度，减少试错。
• 高温部件疲劳寿命预测：高温下预测疲劳强度衰减，提前评估寿命。
• 单晶高温合金构件强度评估：评估单晶构件在特定取向和载荷下的强度。