如何延長航空發(fā)動機葉片的疲勞壽命广鳍?
根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計耗绿,大約有80%以上的結(jié)構(gòu)強度破壞是由疲勞破壞造成的箕母。而航空發(fā)動機零件由疲勞破壞造成的失效所占比例更大储藐。航空發(fā)動機零件失效,大多數(shù)因強度失效嘶是、磨損失效和腐蝕失效等材料表面不能勝任苛刻工作條件所致钙勃,而且大多數(shù)發(fā)生在零件的表面和近表面,或者先從表面開始向內(nèi)部擴散所致聂喇,進而顯著影響發(fā)動機的性能與壽命辖源。
葉片是一類典型的自由曲面零件,加工這類零件時都有一個特點:薄希太,加工時易變形克饶,并且材質(zhì)通常為不銹鋼、蒙乃爾合金嫌寓、INCONEL膏逮、鈦和鎳為基礎(chǔ)的難加工合金材料,更增添了加工的困難度虎北,同時對加工工藝與加工用的刀具提出了更高的要求。
裂紋是發(fā)動機機葉片最致命的缺陷呈缴。而航空發(fā)動機葉片的工作條件非常惡劣腋尘,致使葉片經(jīng)常受到?jīng)_擊、摩擦,同時還忍受著高溫的灼燒和冷熱疲勞盈综,葉片容易產(chǎn)生各種各樣的裂紋扼希,如果不能及時發(fā)現(xiàn)并處理,會對飛機飛行安全帶來極大的威脅寒圃,所以采用有效的方法來發(fā)現(xiàn)葉片中的裂紋一直是科學(xué)家們追求的工殖。
據(jù)統(tǒng)計,在航空發(fā)動機事故中背涉,葉片振動疲勞問題是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的最主要因素矮男。葉片疲勞主要與它的材料性能、結(jié)構(gòu)尺寸與服役工況有關(guān)室谚。葉片所使用的金屬材料和其他材料一樣毡鉴,在外力作用下都會發(fā)生變形,產(chǎn)生裂紋秒赤,隨著外力逐漸增大進而導(dǎo)致斷裂猪瞬,這種斷裂稱為“一次性過載斷裂”。
當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)件長期承受較低的交變載荷后入篮,也會在結(jié)構(gòu)或材料的薄弱處逐漸萌生裂紋陈瘦,引發(fā)斷裂,這就是“疲勞”現(xiàn)象潮售。疲勞現(xiàn)象比較隱蔽甘晤,不容易察覺。材料斷裂前經(jīng)過了長時間的裂紋萌生期饲做,直到有一刻突然斷裂线婚,因此,造成的損失也較為嚴(yán)重盆均。
視頻來源:航空工業(yè)
為確保發(fā)動機葉片正常運轉(zhuǎn)塞弊,聰明的工程師們,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時依堆,避免了應(yīng)力集中和結(jié)構(gòu)薄弱處的存在耘炭。并且,在選擇制造葉片的原材料時驮荚,為了保障材料性能蔼紫,對材料進行了大量的檢測工作。
飛機上的疲勞現(xiàn)象無法完全避免兆送,但通過科研人員的諸多努力恒焕,大大規(guī)避了疲勞現(xiàn)象帶來的危害,從而保證我們能有一段更加安全美好的飛行旅程棺距。
(瘋狂機械控)
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