航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验,测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明,裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大,含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径,并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现,随应力强度因子增大,裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区,断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程,结果表明,利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展,可有效防范疲劳断裂的发生。

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳损伤与断口分析

疲劳是导致工程结构或构件断裂的主要原因。针对某型航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,对其疲劳损伤和断裂机理进行研究。测量GH4133B合金的疲劳极限,并考察电阻变化与疲劳周次之间的关系。对试验数据进行回归与概率统计分析,获取理论疲劳极限与P-S-N关系表达式,推导电阻变化率表征的损伤演化方程。结果表明,GH4133B的理论与实测疲劳极限吻合较好,修正Chaboche损伤模型能较精确预测GH4133B的疲劳损伤。应用扫描电子显微镜对疲劳断口进行微观分析。由断口形貌分析可知,GH4133B疲劳源区呈混合断裂模式,断面上出现二次裂纹。扩展区呈现出典型的疲劳条带,且在较低应力幅值下可观察到脆性疲劳条带。瞬断区呈准脆性断裂模式,且韧窝的尺寸和数量随应力幅值的增加而减小。

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展研究

疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展研究是航空发动机构件损伤容限设计的关键和基础。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,开展室温下不同缺口半径、不同应力比的疲劳裂纹萌生和短裂纹扩展研究,结果表明控制参量ΔKI/(rρ)0.5可较好地表征疲劳裂纹萌生寿命,且随控制参量值的增大,缺口半径对疲劳裂纹萌生寿命的影响增大,而疲劳裂纹萌生寿命随应力比的增大呈先增后减趋势。采用有效应力强度因子范围ΔKeff,能较好地描述短裂纹扩展速率随裂纹扩展先减速后加速的特性。疲劳失效断口的扫描电镜观测表明,短裂纹扩展区的放射性条纹之间存在解理台阶,且解理台阶上有早期疲劳条带,从而从断裂表面形貌分析角度,揭示了GH4133B合金在疲劳裂纹扩展初期速率较高,而后扩展速率逐渐下降的短裂纹扩展微观机理。

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金常温力学性能统计分析

材料的可靠性和稳定性是结构安全性评估的基础。针对某型航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,对其常温力学性能参数进行测试和统计分析。对GH4133B合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、布氏硬度以及冲击韧度进行正态分布分析,并采用D检验法进行检验,然后应用平均数全距控制图方法,检测不同测试时间段GH4133B合金力学性能参数的稳定性,最后分别利用双参数Weibull统计分析法和三参数Weibull统计分析法,考察GH4133B合金力学性能的整体稳定性和可靠性。统计分析结果表明,GH4133B合金力学性能参数基本符合正态分布,且具有周期稳定特性。对于GH4133B合金的可靠性评估,宜采用三参数Weibull分布。GH4133B合金的整体稳定性和可靠性均符合使役要求。

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展寿命概率预测

镍基高温合金的概率寿命预测要求模拟多种复杂随机现象。针对室温下航空发动机涡轮盘用GH4133B合金的疲劳裂纹扩展试验数据,采用Paris公式和含门槛值ΔKth的修正Paris公式,对不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率进行概率预测。基于Paris公式和修正Paris公式的积分式计算不同存活概率P下的理论疲劳剩余寿命Nfp,并与试验疲劳剩余寿命Nft对比。结果表明,当P=50%时,基于修正Paris公式的Nfp与Nft吻合;当P=90%时,基于Paris公式和修正Paris公式的Nfp均与Nft吻合;当P=99%时,基于修正Paris公式的Nfp具有高可靠度。基于疲劳寿命试验数据的非线性回归分析绘制Nf-Fp,m-Fp,a曲面,引入参量γ表征平均载荷Fp,m和载荷幅值Fp,a对疲劳寿命Nf的影响,结果表明,在所研究的应力比范围内Fp,m对Nf影响大。

航空发动机点火器电嘴衬套烧蚀问题试验

介绍了电嘴衬套在航空发动机台架试车中被烧蚀后所进行的试验和分析,论证了为解决烧蚀问题所采取的完善点火器设计和加强制造质量控制的有效性。

某发动机轴承失效原因分析

在对某发动机工作过程中轴承失效的基本特征进行综合分析的基础上,确定了轴承失效属早期发生的疲劳剥落导致的最终失效,轴承早期疲劳剥落与滚棒上沿晶断裂特征有关。对滚棒非正常的沿晶脆性断裂进行了热处理模拟和金相组织以及断口分析,结果表明,掉块主断面上典型的沿晶断裂特征与该滚棒在热处理时局部接触900℃以上的高温有关。

大气湿度对发动机换算转速的影响

实践表明 ,大气湿度的变化对发动机性能及其工作特性有一定的影响。这种影响在高湿度高海拔地区地面试车时更明显。大气湿度对发动机换算转速影响的物理本质是随着湿度的变化使进入发动机的空气热物理性质也发生了变化。在分析这种影响的基础上 ,利用相似原理推导出换算转速的大气湿度修正系数 ,并对某系列发动机经湿度修正与不经湿度修正的换算转速做了比较。

某型发动机38CrMoAlA离合器齿轮缺陷分析

某型发动机38CrMoAlA离合器齿轮在工厂试车后,对其进行荧光磁粉探伤时发现,齿轮端面上有3条磁痕缺陷显示。通过对磁痕缺陷进行外观检查、电镜观察、金相检查、化学成分分析和断口观察,并抽取1件新品齿轮进行故障模拟再现,确定了磁痕缺陷的性质及产生原因。结果表明,离合器齿轮在机械加工磨削过程中,存在较大的残余热应力,在试车工作应力的诱发下,导致了延迟裂纹的产生。

某型发动机油压脉动分析

概述带防喘执行装置的某型航空发动机在台架试车中出现的燃油压力脉动问题的排故试验 。

基于SPSO-SVR的融合航空发动机传感器故障诊断

针对航空发动机常见的传感器故障问题,提出了一种利用改进的粒子群算法训练支持向量回归机,并利用融合机制将其应用于传感器故障诊断.论述了用一簇支持向量回归机(SVR)预测器对传感器进行实时检测,通过逻辑判断机制隔离故障传感器,并且依据剩余的无故障传感器信息实现信号重构.以某型航空发动机传感器在其整个工作范围内受到的冲击、偏置和漂移故障为例,验证了基于自协调粒子群优化支持向量回归机(SPSO-SVR)算法的融合诊断机制对传感器单一故障和多重故障具有较高的精度和计算效率.

航空发动机部件性能故障融合诊断方法研究

提出一种对航空发动机部件性能蜕化进行融合诊断的模糊决策融合机制,以改善单独采用基于模型和基于数据的部件性能故障诊断的漏诊与误诊的问题.传感器测量值同时输入到基于自适应模型的和基于数据的诊断模块中,分别利用卡尔曼滤波算法和最小二乘支持向量机(LSSVM)对主要部件故障性能参数估计,再利用模糊逻辑调整决策权重以进行D-S(Dempster-Shafer)证据理论的决策融合诊断.以某型涡扇发动机为对象进行单部件和双部件蜕化仿真研究表明,与单独使用基于模型和基于数据的诊断方法相比,采用决策融合机制有效地提高了部件故障诊断精度.

航空发动机试车CAT技术

ＣＡＴ是继ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ后在试验领域中发展起来的一项新技术。本文介绍黎阳航空发动机公司涡喷发动机试车ＣＡＴ技术的应用研究和系统设计情况，并展望该项技术的发展前景。

航空压气机盘裂纹分析

采用化学分析、力学性能测试、金相检验和扫描电镜分析方法对航空压气机盘早期裂纹进行了分析。结果表明,加工质量和海洋环境是导致航空压气机盘产生裂纹的主要原因。

航空发动机振动测试

航空发动机的整机振动情况反映出装配的平衡质量，关系到它的工作可靠性和持久性。本文介绍了双转子涡喷发动机的整机测振试验研究成果，并对发动机整机振动谱进行了扼要分析。

深孔加工在航空制造业的运用

深孔加工在制造业中十分普遍,也比较困难。在航空制造业中,大量采用钛合金等难加工材料,给加工深孔带来了更大难度。本文就深孔加工在航空制造业中的一些加工工艺和方法进行分析,并提出较为可行的工艺方案。

航空发动机大型锻件精化应用研究

为了提高材料的利用率，提高产品质量并降低成本，大型锻件的精化是关键技术之一。本文介绍了航空发动机的涡轮盘、轴颈及环形件等大型锻件精化的应用研究成果。

关于航空发动机的使用发展

比全新研制投资少、风险小、可靠性高的使用发展道路，受到航空工业界的普遍关注。本文以黎阳公司涡喷发动机的发展为例，从产品的性能、结构、控制、可靠性和维修性等方面，系统地论述了如何解决我国航空发动机使用发展的基础、条件和保证等相关问题．