补充资料：叶片疲劳

叶片疲劳
blade fatigue

yeP旧nP，1 00叶片疲劳(blade fatigue)叶片材料在交变应力或交变应变作用下，某些部位的微观结构产生了逐渐的不可逆变化，导致在一定的循环次数以后形成宏观裂纹或发生断裂的过程。叶片故障的原因大多为疲劳损伤。汽轮机服役过程中，叶片要承受稳定载荷和交变载荷，在叶片中产生稳定应力(离心应力、稳定气流应力、稳定热应力)和交变应力(振动动应力、起停引起的离心应力循环、热应力循环、自激振动引起的交变应力等)。叶片的疲劳损伤和疲劳寿命由交变应力、平均应力(稳定应力)、材料的强度和循环特性、叶片表面状况、腐蚀介质、运行历史和运行条件等因素所决定。 疲劳破坏的特征疲劳破坏与静力破坏有着本质不同的特征:①在交变载荷作用下，交变应力在远小于材料强度极限的情况下，破坏就可能发生;②不管是塑性材料或弹性材料，疲劳断裂在宏观上均表现为无明显塑性变形的突然断裂，即疲劳断裂常表现为低应力脆性断裂，这一特征使其具有更大的危险性;③疲劳破坏常具有局部性质而不牵涉到整个结构的所有材料，局部改变的细节设计或工艺措施，即可较明显地增加疲劳寿命;④疲劳破坏是一个尽积损伤过程，需经历一定的时间历程，甚至很长的时间历程。金属材料的疲劳破坏可分为疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展和失稳断裂三个阶段;⑤疲劳破坏断口在宏观上和微观上均有其特征，有助于分析是否属于疲劳破坏及疲劳破坏的类型;⑥叶片表面上金属材料所受约束较少，与工作介质直接接触，及表面上往往留有加工及服役过程造成的痕迹，因此疲劳裂纹常在叶片表面萌生。实际叶片疲劳裂纹的萌生总是局限在一定的部位，如进、出汽边，叶根、圈带、拉筋孔及截面突变过渡等区城的应力集中处，锻、铸、焊、热处理造成的表面裂纹或其他缺陷.表面机械划伤或冲蚀缺口，局部腐蚀坑，表面残余拉应力，最大振动交变应力的部位等。 叶片高周疲劳运行时叶片的振动动应力是对叶片的高周疲劳载荷。由于叶片动应力取决于激振颇率及其谐波分量、叶片固有频率、振动模态、模态刚度及阻尼，因此叶片高周疲劳寿命与上述参数紧密相关。振动载荷的循环次数较多而幅值变化较小，对叶片造成高周疲劳。 叶片低周疲劳机组起动一运行一停机循环对叶片产生低周疲劳载荷，包括离心应力循环载荷及热应力循环载荷等。这些载荷在一次起停中仅循环一次，对叶片造成次数较少而幅值变化较大的低周疲劳。叶片低周疲劳损伤多发生在叶根等交变应力较大及应力集中较大的部位。 叶片腐蚀疲劳汽轮机叶片在蒸汽环境中工作，燕汽本身就含有腐蚀介质，在湿燕汽区，尤其是在过渡区(干、湿燕汽分界威尔逊线附近)介质的腐蚀性更为强烈。

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