A Macro‐Mesoscopic Life Prediction Method of the Fatigue Short Crack in Turbine Disks Based on CP‐XFEM
Rattachement africain : cn, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
ABSTRACT Aircraft engine turbine disks experience high‐temperature cyclic loading, making precise low‐cycle fatigue (LCF) life prediction critical for ensuring reliability. This study proposes a macro‐mesoscopic life prediction framework by coupling crystal plasticity theory with the extended finite element method (CP‐XFEM). The framework employs submodeling techniques, localized mesh refinement, and macro‐mesoscopic constitutive modeling to address the scale mismatch between real engineering structures and microlevel models. Life predictions are conducted for turbine disks under ideal surface conditions, surfaces with tool marks, and surfaces containing inclusions, considering varying grain orientations. Results show that, for turbine disks without inclusions, fatigue life has a substantial safety margin, with an average life reaching 502,757 cycles even in the presence of tool marks. In contrast, the presence of inclusions significantly reduces fatigue life, with the minimum life in the throat region dropping to 5523 cycles. Moreover, under the most adverse inclusion conditions, the calculated safe life is 3894 cycles, highlighting the need for stringent inclusion standards in turbine disk design to optimize fatigue life. The proposed macro‐mesoscopic method provides a basis for structural optimization of turbine disks with respect to short crack fatigue life in engineering contexts.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- A Macro‐Mesoscopic Life Prediction Method of the Fatigue Short Crack in Turbine Disks Based on CP‐XFEM
- Date Crossref
- 06/09/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
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Beihang University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Dalian University of Technology NDT& pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Dalian University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Loughborough University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Wolfson School of Mechanical pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Key Laboratory of Aerospace Liquid Propulsion Xi'an China pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Beihang University, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics et NDT& — Dalian University of Technology, avec 4 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.