基于等效应变的轮盘低循环疲劳寿命预测

针对轮盘低循环疲劳载荷非对称及其主要寿命区限,提出一种简化的等效应变寿命预测模型,对某型发动机高压压气机I级盘进行了低循环疲劳寿命预测。补充了1Cr11Ni2W2MoV材料轴向应变控制的低循环疲劳试样试验,设计了高压压气机I级盘低循环疲劳试验件,在旋转试验器上进行了轮盘的低循环疲劳试验,得到3个盘的平均低循环疲劳试验寿命为4 280个试验循环。通过与试验寿命的比较,等效应变寿命预测误差为41.8%,Manson-Coffin预测误差为99.2%。结果表明:简化的等效应变寿命预测方法是有效的,而且对试验盘的寿命预测精度比Manson-Coffin预测模型高。

发动机高压两级涡轮盘联合低循环疲劳寿命试验

以某型发动机高压两级涡轮盘为研究对象,通过有限元计算得到试验载荷系数,组装和调试了全尺寸联合试验件,完成了低循环疲劳试验,得到了以传动臂销钉孔为定寿部位的两级涡轮盘低循环疲劳寿命。两级涡轮盘联合低循环疲劳试验在国内尚属首次,相对于单盘低循环疲劳试验,更加符合发动机实际工作状态,将传动臂销钉孔作为两级涡轮盘的定寿部位更为合理。该联合试验为外场涡轮盘重新定寿提供了依据。

涡轮盘传动臂销钉孔低循环疲劳寿命分析

为了比较准确的预测某高压涡轮Ⅰ级盘传动臂销钉孔低循环疲劳寿命,通过有限元分析得到传动臂销钉孔边名义应力集中系数。通过Walker关系式得到平均应力修正的疲劳极限,利用材料的循环疲劳性能确定有效应力集中系数及平均应力修正系数,通过修正的Neuber法得到局部应力-应变,用修正的Manson-Coffin公式对裂纹形成寿命进行预测,通过在旋转试验器上进行的2个涡轮盘组件低循环疲劳试验结果验证了上述方法的有效性。

基于支持矢量机的旋转机械滑油金属含量预测

对滑油系统进行监控和技术诊断,可提前发现旋转机械系统的内部故障,为预测系统部件使用寿命和可靠性提供有力依据。对某大型旋转机械滑油监控系统中需重点监控的金属元素含量建立了基于支持矢量回归的时间序列预测模型,并根据该模型对该系统铜元素含量变化趋势进行了预测分析,取得了较好的效果。

某型发动机燃烧室外套搭接滚焊缝裂纹对使用寿命的影响

针对某型发动机燃烧室外套搭接滚焊缝处存在的裂纹,从冶金和有限元强度分析角度对焊缝裂纹扩展寿命、试片疲劳和全寿命疲劳试验等进行研究与验证,给出焊缝裂纹的扩展寿命,得出搭接滚焊缝处存在裂纹的燃烧室外套可安全使用的结论。

疲劳寿命分散系数的确定与应用研究

疲劳寿命分散系数是评估飞机结构疲劳寿命与航空发动机轮盘寿命试验的重要技术参数之一。阐述了国内外疲劳寿命分散系数研究的成果,针对工程中实际寿命分布问题中最常见的对数正态分布和威布尔分布的形式,给出了基于试验样本最差、中值、最好及第k试验寿命的分散系数表达式;重点分析总结对数正态分布标准差和威布尔分布中形状参数的选取,同应力多危险部位分散系数研究及其随应力的变化规律;通过2个例子分析了疲劳分散系数在轮盘低循环疲劳寿命工程计算中的应用,认为疲劳寿命分散系数应在不同温度和应变比,对数正态分布标准差,同应力多危险部位,3参数的威布尔分布,工程化应用等方面开展进一步研究。

压气机转子叶片掉块故障研究

针对航空发动机压气机第5级转子叶片掉块故障,通过理化分析、振动特性分析及试验验证,对故障叶片掉块性质和产生原因进行了梳理。结果表明,叶片掉块性质为高周疲劳断裂,裂纹起始于叶尖与叶盆或叶背的交角处。主要原因是叶片存在设计缺陷,在发动机工作常用转速4700 r/min、4900 r/min附近存在高阶振动点,即8阶、9阶振动模态在激振力倍频80下可能引起共振。根据分析结果,采取优化叶型措施进行改进。经外场使用验证,改进效果良好,排除了故障。