航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障分析報(bào)告

1、第 1 章 緒 論發(fā)動(dòng)機(jī)概述· ································ 2 可靠性與故障· ············

2、;·················· 21.2.1 可靠性······························

3、······ 21.2.2 故障······································ 21.2.3 故障分析與排故方法· &#

4、183;······················ 3 第 2 章 壓氣機(jī)喘振故障分析概述························

5、···············5 喘振時(shí)的現(xiàn)象· ······························ 5 喘振的根本原因·

6、; ···························· 5 壓氣機(jī)的防喘措施· ··················

7、3;······· 6 第 3 章 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片故障分析概述·······································

8、9壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片受環(huán)境影響的損傷特征和有關(guān)安全準(zhǔn)則與標(biāo)準(zhǔn)········································9 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片故障模式及其分析· ·&#

9、183;·········· 103.3.1 WP7 系列壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片現(xiàn)行檢查標(biāo)準(zhǔn)含判廢標(biāo) 準(zhǔn)·································

10、3;········· 10WP7 系列報(bào)廢葉片主要失效模式統(tǒng)計(jì)分析· ···· 12 第 4 章 發(fā)動(dòng)機(jī)篦齒盤均壓孔裂紋故障分析及預(yù)防 概述··························

11、83;··········· 14 篦齒盤結(jié)構(gòu)與工作狀態(tài)分析· ················· 144.2.1 結(jié)構(gòu)分析···············

12、83;·················144.2.2 工作狀態(tài)分析· ····························14工作溫度

13、高· ····························144.2.2.2 工作轉(zhuǎn)速高· ·················

14、···········144.2.2.3 易產(chǎn)生振動(dòng)· ····························14 裂紋特征與產(chǎn)生原因分析· ····

15、;·············· 15裂紋特征·································154.3.2 裂紋

16、原因分析· ····························15 結(jié)論···················&#

17、183;················· 16 結(jié)束語·······························&

18、#183;···········17 致謝·····································&#

19、183;·······1819文獻(xiàn)第 1 章 緒 論發(fā)動(dòng)機(jī)概述二十世紀(jì)以來，特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，航空和空間技術(shù)有了飛躍的發(fā) 展。現(xiàn)在，飛機(jī)已經(jīng)成為一種重要的不可缺少的作戰(zhàn)武器和運(yùn)輸工具。 飛機(jī)的 飛行速度高度航程載重量和機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)的能力，都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平。 這些成就的取得， 在很大程度上取決于動(dòng)力裝置的發(fā)展。 然而，航空發(fā)動(dòng)機(jī)屬于 高速旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，處于高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷（高應(yīng)力）和高溫環(huán)境下工作的；發(fā)動(dòng)機(jī) 是飛機(jī)的心臟，是體現(xiàn)飛機(jī)性能的主要部件。又由于發(fā)動(dòng)機(jī)由許多零組件構(gòu)成， 即本身工作情況和外界環(huán)境都十分復(fù)雜， 使發(fā)動(dòng)

20、機(jī)容易出現(xiàn)故障， 因此航空發(fā)動(dòng) 機(jī)屬于多發(fā)性故障的機(jī)械。 經(jīng)過多年的努力， 在航空領(lǐng)域工作的研究人員已經(jīng)了 解和解決了發(fā)動(dòng)機(jī)許多故障， 然而， 一些故障還是無法完全解決的， 只能盡量減 少故障對(duì)飛機(jī)的危害。 本論文列舉出發(fā)動(dòng)機(jī)幾種典型故障， 并且盡可能的根據(jù)科 學(xué)研究數(shù)據(jù)來研究分析這幾種故障，給出科學(xué)的預(yù)防故障和排故方法。 可靠性與故障1.2.1 可靠性產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力為產(chǎn)品的可靠 性。所謂產(chǎn)品，是指任何元器件、零部件、組件、設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)。規(guī)定條 件主要指環(huán)境條件和使用條件， 如產(chǎn)品在工作中所承受的應(yīng)力水平、 溫度、振動(dòng) 和腐蝕環(huán)境等。 規(guī)定時(shí)間是指廣

21、義時(shí)間， 除產(chǎn)品的工作小時(shí)外， 還可指其循環(huán)次 數(shù)等。1.2.2 故障產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)。 對(duì)某些產(chǎn)品 如電子元器件、彈藥等稱失效。產(chǎn)品的故障：a. 在規(guī)定的條件下，不能完成其規(guī)定的功能；b. 在規(guī)定的條件下，一個(gè)或幾個(gè)性能參數(shù)不能保持在規(guī)定的范圍內(nèi)；c. 在規(guī)定的應(yīng)力范圍內(nèi)工作時(shí)，發(fā)生產(chǎn)品的機(jī)械零部件、結(jié)構(gòu)件或元器件 的破裂、斷裂、卡死等損壞狀態(tài)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品不能滿足其規(guī)定功能。故障率：指工作到時(shí)刻 t 尚未發(fā)生故障產(chǎn)品，在該時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的 概率。為產(chǎn)品可靠性的一種基本參數(shù)。故障率可分為：均故障率和瞬時(shí)故障率兩種，其定義分別為：平均故障率是在

22、規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)， 產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單rti位總數(shù)之比，用 表示。 i 1 1壽命單位式中： r 故障總數(shù)ti 第 i 個(gè)產(chǎn)品發(fā)生故障前的壽命單位時(shí)故障率是在規(guī)定的條件下， 工作到某時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品， 在該時(shí)dr t 刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。用 t Nst dt式中： Ns t 到 t 時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)drt t 時(shí)刻后 dt時(shí)間內(nèi)故障的產(chǎn)品數(shù)故障類別：從總體結(jié)構(gòu)上將故障分為： 性能故障、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度故障和附件系統(tǒng)故障。 性能故障：多表現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)推力下降、轉(zhuǎn)速擺動(dòng)、耗油率過高、排氣溫度高、空中熄火和放炮等現(xiàn)象。其故障比例約占航空發(fā)動(dòng)機(jī)總故障的10 20。性能故障多

23、表現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)研制的早期， 易于在廠內(nèi)試車或出廠前發(fā)現(xiàn)和排除。 有時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)老化也出現(xiàn)性能故障，屬于壽命后期的耗損故障。 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度故障：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度故障反映的方面極廣，類型眾多，且往往后果 嚴(yán)重。大體上有強(qiáng)度不足而破壞與損傷，高周疲勞，低周疲勞，熱疲勞損傷，蠕 變與疲勞交互作用損傷現(xiàn)象等。這些故障構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)主要故障事件，約占發(fā)動(dòng)機(jī)總故障的60 80，故障比例相當(dāng)高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全構(gòu)成主要威脅。 附件系統(tǒng)故障：由于組成附件系統(tǒng)的零、組件形式比較多，其中有電子 元器件、機(jī)械元器件、外購成品與器件等。故其故障現(xiàn)象，將依其各自特點(diǎn)進(jìn)行 分析。1.2.3 故障分析與排故方法。 發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析與排故方法都有其一定

24、規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系， 通常可采用以下的 步驟和方法，如圖 1-1 所示。圖 1-1 故障分析和排故方法 故障史調(diào)研。零組件發(fā)生故障，首先要對(duì)該零組件原始設(shè)計(jì)情況進(jìn)行查 閱、調(diào)查研究。查看是否存在有不合理的設(shè)計(jì)現(xiàn)象，是否存在潛在缺陷。查看其 使用狀態(tài)和使用環(huán)境等，同時(shí)了解該零件的故障歷史、發(fā)生頻率等內(nèi)容。 故障現(xiàn)場調(diào)研。對(duì)故障現(xiàn)場進(jìn)行周密調(diào)研、記錄并研究其故障現(xiàn)象、使 用條件與使用環(huán)境。 除對(duì)故障件進(jìn)行詳細(xì)現(xiàn)場現(xiàn)象記錄外， 應(yīng)保護(hù)好故障件及其 相關(guān)件。還應(yīng)對(duì)操作人員駕駛員進(jìn)行調(diào)查， 記載故障發(fā)生前后的情況， 了解 人為因素的影響性質(zhì)。 材質(zhì)與金相分析。對(duì)故障的材質(zhì)進(jìn)行查對(duì)，檢查該零件生產(chǎn)批次、力學(xué)

25、特性、加工質(zhì)量和零件的儲(chǔ)存情況等。 故障件的金相分析是十分重要的， 通過金 相分析可以決定該故障屬何種模式和性質(zhì)， 如強(qiáng)度不足斷裂， 或高、低循環(huán)疲勞 斷裂等。 故障再現(xiàn)試驗(yàn)分析。零件故障除對(duì)偶然性故障不作故障再現(xiàn)分析外，為 進(jìn)行故障機(jī)理研究，對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的故障必須進(jìn)行故障再現(xiàn)試驗(yàn)。 故障機(jī)理理論分析。故障機(jī)理的理論分析是故障分析與排良好的效果。 故障機(jī)理的試驗(yàn)研究。 故障機(jī)理的試驗(yàn)研究與故障機(jī)理的理論研究是故 障分析中兩項(xiàng)并行的重要工作。故障機(jī)理的試驗(yàn)研究是以一定的試驗(yàn)方法， 研究故障發(fā)生的原因、 條件和現(xiàn) 象。與理論研究并行以確定故障性質(zhì)。 故障機(jī)理試驗(yàn)研究可對(duì)故障件單獨(dú)進(jìn)行等 效試驗(yàn)，或在

26、專門的試驗(yàn)裝置上進(jìn)行模擬、 等效試驗(yàn)， 也可在發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)地面試 車狀態(tài)進(jìn)行等效模擬與真實(shí)環(huán)境下的試驗(yàn)。 這是一項(xiàng)比較復(fù)雜， 但很有實(shí)效的試 驗(yàn)工作。 排故措施與隔離措施。 故障排除措施與隔離措施是故障分析的后期工作， 當(dāng)故障原因得以解釋或找到后，依其機(jī)理和現(xiàn)象，采取相應(yīng)排故措施。排故措施依故障機(jī)理不同而異。 例如對(duì)強(qiáng)度不足引起的故障， 只需改變零件 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可滿足排故要求。如零件屬共振疲勞，則可改變零件的固有頻率，即 從調(diào)頻措施的內(nèi)因或改變激振頻率的外因兩方面著手，目的是要避開共振狀態(tài)。 改善后的實(shí)施考核。經(jīng)故障分析提出排故措施后，還需裝機(jī)進(jìn)行實(shí)地考 核，或進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行考核。經(jīng)過排故的零

27、件，一般情況下故障不會(huì)再出現(xiàn)， 其可靠性提高。 但有些不恰當(dāng)?shù)呐殴蚀胧┓炊鴷?huì)使其可靠性降低， 這樣就得重新 研究進(jìn)行改進(jìn)。所以說排故過程是產(chǎn)品可靠性增長的試驗(yàn)過程。 效果分析與使用信息反饋。經(jīng)排故后的零件投入使用考核，要及時(shí)分析 其使用效果， 好則使用， 否則還需要進(jìn)一步改進(jìn)。 故障分析與排故中的所有反饋 資料都十分寶貴，為該項(xiàng)產(chǎn)品或同類產(chǎn)品積累了經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，可供新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 老產(chǎn)品改進(jìn)參考。航空發(fā)動(dòng)機(jī)零組件的故障分析與排故是一項(xiàng)系統(tǒng)工程， 有著嚴(yán)密的科學(xué)性、 現(xiàn)實(shí)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，是可靠性、安全性分析中的重要環(huán)節(jié)之一。第二章 壓氣機(jī)喘振故障分析概述喘振是氣流沿壓氣機(jī)軸線方向發(fā)生的低頻率、

28、高振幅的振蕩現(xiàn)象。 這種低頻 率高振幅的氣流振蕩是一種很大的激振力來源 , 它會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的強(qiáng)烈機(jī) 械振動(dòng)和熱端超溫 , 并在很短的時(shí)間內(nèi)造成機(jī)件的嚴(yán)重?fù)p壞 , 所以在任何狀態(tài) 下都不允許壓氣機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)工作喘振時(shí)的現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音由尖哨轉(zhuǎn)變?yōu)榈统?; 發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)加大 ; 壓氣機(jī)出口總壓和 流量大幅度的波動(dòng) ; 轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定 , 推力突然下降并且有大幅度的波動(dòng) ; 發(fā)動(dòng)機(jī) 的排氣溫度升高 , 造成超溫; 嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生放炮 , 氣流中斷而發(fā)生熄火停車。 因 此 , 一旦發(fā)生上述現(xiàn)象 , 必須立即采取措施 , 使壓氣機(jī)退出喘振狀態(tài)。 反推力裝 置使用不當(dāng) , 會(huì)造成超溫 ; 當(dāng)飛機(jī)滑跑速度很低

29、時(shí) , 反推力裝置仍在工作 , 則會(huì) 造成排出的燃?xì)庥种匦卤晃氚l(fā)動(dòng)機(jī) , 從而會(huì)造成喘振。 喘震是表象， 大多數(shù)的 情況可以說成因是氣流分離，更確切的說是附面層分離( boundary layer separation ). 誘發(fā)附面層分離的原因，在進(jìn)氣道喘振中，最重要的原因是攻角 太大，導(dǎo)致氣流在進(jìn)氣道的唇部發(fā)生分離， 為避免這種分離現(xiàn)象發(fā)生， 大家可以 看到大型民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道表面內(nèi)襯上有凹坑， 就是為了把 LAMINA 附面 層轉(zhuǎn)化為 Turbulence 附面層，讓附面層能夠更常時(shí)間的粘在內(nèi)壁上。在壓氣機(jī) 喘振中，主要是激波誘發(fā)的附面層分離， 這個(gè)比較復(fù)雜， 但是可以通過對(duì)扇頁

30、形 狀的設(shè)計(jì)和使用增加附面層能量的各種方法去避免。 發(fā)動(dòng)機(jī)防喘系統(tǒng)故障， 試車 時(shí)尾風(fēng)過大，油門運(yùn)動(dòng)過快，壓氣機(jī)葉片損傷。 一句話就是各氣流因?yàn)閴毫Φ年P(guān) 系在進(jìn)氣口或都?jí)簹鈾C(jī)部分來回的不規(guī)擇的涌動(dòng) , 并帶動(dòng)了激動(dòng)切線在唇口和壓 氣機(jī)前緣浮動(dòng)還有就是不正常的油氣比，啟動(dòng)功率低，場溫過高；滑行時(shí)，如 果低速度滑行，打開反推裝置也會(huì)造成壓氣機(jī)喘振。喘振的根本原因由于氣流攻角過大 , 使氣流在大多數(shù)葉片的葉背處發(fā)生分離 .<br> 喘振的物 機(jī)理過程是 : 空氣流量下降 , 氣流攻角增加 , 當(dāng)流量減少到一定程度時(shí) , 流入 動(dòng)葉的氣流攻角大于設(shè)計(jì)值 , 于是在動(dòng)葉葉背出現(xiàn)氣流分離 ,流

31、量下降越多 , 分 離區(qū)擴(kuò)展越大 , 當(dāng)分離區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)壓氣機(jī)葉柵通道時(shí) , 壓氣機(jī)葉柵完全失去 擴(kuò)壓能力 , 這時(shí) , 動(dòng)葉再也沒有能力將氣流壓向后方 , 克服后面較強(qiáng)的反壓 , 于是, 流量急劇下降 , 不僅如此 , 由于動(dòng)葉葉柵失去擴(kuò)壓能力 , 后面高壓氣體 還可能通過分離的葉柵通道倒流至壓氣機(jī)的前方 , 或由于葉柵通道堵塞 , 氣流 瞬時(shí)中斷 , 倒流的結(jié)果 , 使壓氣機(jī)后面的反壓降得很低 , 整個(gè)壓氣機(jī)流路在這 一瞬間就變得 “很通暢”, 而且由于壓氣機(jī)仍保持原來的轉(zhuǎn)速 , 于是瞬時(shí)大量氣 流被重新吸入壓氣機(jī) , 壓氣機(jī)恢復(fù) “正?！绷鲃?dòng)和工作 , 流入動(dòng)葉的氣流由負(fù)攻 角很快增加到

32、設(shè)計(jì)值 , 壓氣機(jī)后面也建立起了高壓氣流 , 這是喘振過程中氣流 重新吸入狀態(tài)。然而 , 由于發(fā)生喘振的流路條件并沒有改變 , 因此, 隨著壓氣機(jī) 后面反壓的不斷升高 , 壓氣機(jī)流量又開始減小 , 直到分離區(qū)擴(kuò)展至整個(gè)葉柵通 道 , 葉柵再次失去擴(kuò)壓能力 , 壓氣機(jī)后面的高壓氣體再次向前倒流或瞬時(shí)中斷 , 如此周而復(fù)始地進(jìn)行下去。壓氣機(jī)的防喘措施 由于壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的， 當(dāng)工作狀況偏離設(shè) 計(jì)點(diǎn)時(shí)，各級(jí)的速度三角形也和設(shè)計(jì)點(diǎn)的不同， 也就是非設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)與壓氣機(jī)的 幾何形狀不協(xié)調(diào)。 這是各級(jí)的流量系數(shù)大大地偏離了設(shè)計(jì)值， 從而造成攻角過大 或者過小， 于是就產(chǎn)生了喘振或

33、者堵塞。 防止壓氣機(jī)喘振的措施， 主要是如何使 壓氣機(jī)各級(jí)在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下，都能夠保持與壓氣機(jī)幾何形狀相適應(yīng)的速度三角 形，也就是是攻角不要過大或過小。 改善的途徑一方面從氣動(dòng)設(shè)計(jì)著手， 另一方 面是增加調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是壓氣機(jī)葉片或者流路的幾何形狀能夠隨著工作狀況而改 變，以便適應(yīng)參數(shù)不同的工作狀況。目前，在增設(shè)可調(diào)機(jī)構(gòu)的措施方面，經(jīng)常采 用的方法有下列幾種。 壓氣機(jī)中間級(jí)放氣現(xiàn)在簡述一下從壓氣機(jī)中間級(jí)放氣以排除喘振的機(jī)理。 當(dāng)打開放氣系統(tǒng) 時(shí)，由于減少了空氣流路的阻力， 所以位于放氣系統(tǒng)之前的壓氣機(jī)級(jí)的空氣流量 就增加了。 因而前面級(jí)的軸向速度就增大， 氣流攻角減少， 從而避免了發(fā)生喘振 而保持穩(wěn)

34、定工作。由圖 1-2 所示的第一級(jí)特性可見，由 N點(diǎn)變到 M點(diǎn)。此外，放 氣系統(tǒng)后面的各級(jí)空氣流量都由于放氣而減少， 于是氣流攻角增加， 使其脫離堵 塞狀態(tài)，由 N點(diǎn)變到 M點(diǎn)工作。 因此，放氣的后果是使前后各級(jí)都朝著有利的工 作狀態(tài)變化， 使工作協(xié)調(diào)， 從而大大改善了壓氣機(jī)的特性， 保證了發(fā)動(dòng)機(jī)安全可 靠地工作。圖 1-2 放氣機(jī)構(gòu)防喘原理示意圖中間放氣防喘的方法機(jī)構(gòu)簡單，在增壓比小于 10 的多級(jí)軸流式壓氣機(jī)中效 果很好。除放氣防喘之外， 還可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)功率。 但是有一個(gè)很 大的缺點(diǎn)，就是將 1525的壓縮空氣放掉而沒有利用。這就意味著供給壓氣 機(jī)的一部分機(jī)械能， 白白地被浪

35、費(fèi)掉， 結(jié)果使得放氣時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力減少， 燃油消 耗率增大，渦輪前溫度升高。 由于放氣的采用， 引起放氣截面上氣流的重新組織， 并且可能發(fā)生局部氣流分離和葉片振動(dòng)。這就需要在設(shè)計(jì)放氣機(jī)構(gòu)時(shí)加以注意。 為了防止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生， 可以加大放氣孔區(qū)域中級(jí)和級(jí)的間隙， 并要求盡量能 沿著整個(gè)圓周均勻放氣。 可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)氣導(dǎo)流葉片和整流器葉片 可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)氣導(dǎo)流葉片和整流器葉片防喘原理是通過改變導(dǎo)向器葉片角度 來改變工作葉輪進(jìn)口處的絕對(duì)速度的方向 , 也就是改變預(yù)旋量 , 從而改變工作葉 輪進(jìn)口處的相對(duì)速度的方向 , 以減小攻角 , 達(dá)到防喘的目的。 若多級(jí)壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)增壓比相當(dāng)高，則必須采用很多級(jí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的

36、整流器葉片。 如 J-79-3A 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，壓氣機(jī)共 17 級(jí)，總增壓比為 13，就采用了可轉(zhuǎn)導(dǎo) 流葉片和 6 級(jí)可以旋轉(zhuǎn)的整流器葉片。這種防喘方法從經(jīng)濟(jì)性上看比放氣防喘要好，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。從氣動(dòng)上看， 這種辦法只能著重改善氣流沿葉高在某一個(gè)半徑上的流動(dòng)情況， 例如照顧到平均 半徑時(shí)，就不能很滿意地照顧到葉尖和葉根， 盡管如此， 由于這種防喘方法效果 比較好，現(xiàn)在得到廣泛的應(yīng)用。 雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子防喘原理是通過改變轉(zhuǎn)速 , 即改變壓氣機(jī)動(dòng)葉的切線速度 的辦法來改變工作葉輪進(jìn)口處的相對(duì)速度的方向 , 以減小攻角 , 達(dá)到防喘的目 的。由于雙軸壓氣機(jī)具有一系列優(yōu)點(diǎn)， 例如，

37、不容易產(chǎn)生喘振， 可以在寬廣的范 圍內(nèi)工作而仍然可保持較高的效率， 容易起動(dòng)等等。 所以， 雙軸的結(jié)構(gòu)型式得到 了廣泛的應(yīng)用。 它的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜， 重量也較大。由于構(gòu)造設(shè)計(jì)上的不斷改進(jìn)， 已逐步克服了這些問題。近年來，渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，增壓比不斷提高，還 成功的制造了包括風(fēng)扇在內(nèi)的三轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)， 例如英國的就是一臺(tái)這樣的渦輪風(fēng) 扇發(fā)動(dòng)機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是效率高，防喘性能好，但它的缺點(diǎn)也是很明顯的，那就是 結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。 可變進(jìn)口通道面積將進(jìn)口面積作成可變的， 如圖 1-3 所示。 在低轉(zhuǎn)速時(shí)， 第一級(jí)和前面幾級(jí)將 由于攻角很大而發(fā)生喘振。這時(shí)可以把進(jìn)口面積A1 變小。在相同流量下，面積A1 變

38、小就會(huì)導(dǎo)致氣流軸向速度增大。 于是第一級(jí)工作輪的進(jìn)口速度三角形就必定 會(huì)變得如虛線所示。 由圖可見， 由于攻角減小而使壓氣機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)， 工 作點(diǎn)由 A變到 A而遠(yuǎn)離不穩(wěn)定區(qū)。如英國早期的發(fā)動(dòng)機(jī)“薩普菲爾”就采用了 這種方案。第 三 章 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片故障分析概述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)件中的主要零部件之一， 不僅體現(xiàn)在對(duì)整 機(jī)性能的影響很大， 而且還由于數(shù)量多、 形體單薄， 以及受到載荷狀況嚴(yán)酷和工 作環(huán)境復(fù)雜的影響， 致使其在發(fā)動(dòng)機(jī)中一直被列為故障率最高的構(gòu)件之一。 盡管 在我國現(xiàn)役機(jī)種 WP7系列發(fā)動(dòng)機(jī)的外場調(diào)查中表明： 長期的經(jīng)驗(yàn)積累和不間斷的 研究成效， 已使因振動(dòng)疲勞而

39、引起的葉片斷裂故障明顯的得到了控制。 但是，對(duì) 于其他機(jī)種， 卻依然存在有較高的故障發(fā)生率， 并又與不明振源的高階共振現(xiàn)象 密切相關(guān)。 因此，這類高循環(huán)的疲勞現(xiàn)象依然吸引著人們的注意力， 并引起廣泛 的關(guān)注。在航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中， 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片位處最高沿， 加上結(jié)構(gòu)、 數(shù)量和 受載的特殊性，一直是受環(huán)境影響最敏感、損傷頻次最嚴(yán)重、故障模式最繁多、 后果影響最突出的構(gòu)件之一。 正因?yàn)槿绱耍?國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)都之分重視它 們的工作狀況，不論使用、維修，乃至設(shè)計(jì)、制造，都曾為此有明確的要求。在 我國編制的航空渦噴、 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則研究報(bào)告 第三分冊(cè)葉 片中明確指出， 在僅有的五條設(shè)計(jì)

40、準(zhǔn)則中， 環(huán)境因素的影響就占了兩條外物 吸入與空氣腐蝕?？梢?，考慮使用環(huán)境的影響， 以及提高其抗有害外來內(nèi)在 因素的能力， 已成為壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)中不可缺少的重要因素， 并且，愈來愈 受到人們的重視； 同時(shí)，還使人清楚地意識(shí)到它們對(duì)其他設(shè)計(jì)準(zhǔn)則高、 低循環(huán) 疲勞和靜態(tài)強(qiáng)度所帶來的重要影響， 乃至威脅到葉片在使用過程中耐久性、 可 靠性，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性。 事實(shí)上， 多年來由于一直強(qiáng)調(diào)對(duì)低循環(huán)疲勞的重視 和警惕，以及我國現(xiàn)役機(jī)型結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)的日趨完善， 低循環(huán)疲勞破壞的發(fā)生幾 率降低了，但是，它們的高循環(huán)疲勞和表面腐蝕損傷卻變得越來越嚴(yán)重了。 當(dāng)前， 這樣的態(tài)勢(shì)也已成為國內(nèi)外同行們的共識(shí)。壓

41、氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片受環(huán)境影響的損傷特征和有關(guān)安全準(zhǔn)則與標(biāo)準(zhǔn)特性尺寸由 大 到 小外因分類大鳥、布片小鳥、橡膠與冰片等小石子、小零件等砂粒與腐蝕氣氛等損傷特征多片倒伏、變形和折斷變形、鼓包與撕裂撕裂、缺損與鼓包、凹坑等表面損傷與裂紋設(shè)計(jì)準(zhǔn)則限制葉根應(yīng)變；限制位移限制撞擊點(diǎn)處塑 性變形對(duì)于其翼弦 的比率；限制撞擊范圍內(nèi) 的應(yīng)變限制撞擊范圍 內(nèi)的應(yīng)變； 當(dāng)前后緣出現(xiàn) 撕裂、缺損時(shí)葉 片不折斷注 意疲勞 強(qiáng)度 的 安全儲(chǔ)備學(xué)術(shù)研究葉片間撞擊能量傳遞與 重新分配； 殘余變形； “最大”動(dòng)力效應(yīng)殘余變形殘余變形； 可能的“最大” 應(yīng)力集中時(shí)的承 載能力葉 片及其 前后 緣 剩 余 疲勞強(qiáng) 度的 動(dòng) 態(tài) 變化規(guī)范

42、要求防止喪失葉型；相鄰葉片不相碰；凸肩不搭接和松脫不失速、不喘振；防止喪失葉型， 注意葉型效率KT 3 時(shí)具有 一個(gè)場站檢查 期； 明確維修量的 極限值 明確維 修 量 的 極 限值； 監(jiān)視與 限制 維 修 間 隔期內(nèi) 的表 面 損 傷程度表中所示匯集了壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片受各種環(huán)境因素影響而形成的損傷， 以及相 關(guān)研究、標(biāo)準(zhǔn)等的特點(diǎn)。不難看出，所有的損傷事件盡管都具有隨機(jī)性，但是， 卻又都具有明顯的特征。 前三類損傷是由外物損傷所致， 他們的共同特點(diǎn)為：“事 件發(fā)生是偶然的， 過程進(jìn)展是快捷的， 或者是不穩(wěn)定的， 而相應(yīng)的處置措施則是 以控制轉(zhuǎn)捩點(diǎn)或極限狀態(tài)作為基本出發(fā)點(diǎn)，重視后果，不細(xì)究過程”

43、；然而，對(duì) 于第四類俗稱由環(huán)境因素影響所致的表面損傷，其特點(diǎn)則表現(xiàn)為： “事件發(fā)生是 必然的，過程進(jìn)展是緩慢的， 或者是相對(duì)穩(wěn)定的， 而對(duì)應(yīng)的處置措施則是以監(jiān)控 狀態(tài)發(fā)展為基本出發(fā)點(diǎn)，密切監(jiān)視和跟蹤過程的動(dòng)態(tài)變化” 。顯然，前三類損傷 是突發(fā)性的， 他們的發(fā)生除了可以通過加強(qiáng)外場管理而避免外， 通常都是按視情 維修處理；而第四類損傷， 不僅表明了其發(fā)生是不可避免的常見現(xiàn)象， 而且還由 于存在著一定的演變過程和形成時(shí)間， 因此相應(yīng)的損傷特征必然是呈漸變的， 不 太引人注意， 所以，通常都是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行定時(shí)翻修時(shí)才被發(fā)現(xiàn)， 而進(jìn)行相應(yīng)的 處置?？梢姡J(rèn)清這些損傷模式的形成特點(diǎn)，以及掌握處置措施的基

44、本思路，不 論在學(xué)術(shù)上，還是在工程上，都具有重要的實(shí)用價(jià)值。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片故障模式及其分析3.3.1 WP7 系列壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片現(xiàn)行檢查標(biāo)準(zhǔn)含判廢標(biāo) 準(zhǔn)在工程上，任何機(jī)械構(gòu)件的檢查標(biāo)準(zhǔn)、判廢標(biāo)準(zhǔn)通常都與他們的故障模式分 不開。同樣，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，也應(yīng)遵循這樣的程序?？墒?，由 于其特有的受力狀態(tài)和復(fù)雜的使用環(huán)境， 致使引發(fā)的故障模式變得很復(fù)雜。 據(jù)內(nèi) 外場憑借肉眼觀察檢查的經(jīng)驗(yàn)獲知， 他們的故障模式， 除葉片榫頭局部變形和表 面硬皮積碳、 拉傷外，葉身部分就有裂紋、 變形、撕裂和銹蝕、麻點(diǎn)等多種損傷， 并且他們的嚴(yán)重程度、出現(xiàn)頻次，以及分布部位都表現(xiàn)各異?？梢?，這些損傷模 式除了

45、對(duì)葉片強(qiáng)度構(gòu)成威脅外， 它們的剛性消弱也是不可忽視的， 甚至還會(huì)引起 氣動(dòng)性能的下降。 所以，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的檢查標(biāo)準(zhǔn)和判廢標(biāo)準(zhǔn)是集強(qiáng)度、 剛性、 工藝，以及氣動(dòng)性能等多因素要求而制定出來的。表中所示為 WP7系列壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片現(xiàn)行故障的檢查標(biāo)準(zhǔn)和判廢標(biāo)準(zhǔn)。 可以 看出，除列出了故障性質(zhì)、 檢查方法與處理要求外， 還明確地限制了可修復(fù)故障 的發(fā)生部位。 顯然，這不僅要求對(duì)威脅到葉片高應(yīng)力區(qū)的損傷故障， 需要加以嚴(yán) 格地限制，而且，還要注意到它們對(duì)葉片的安全性、耐久性，以及氣動(dòng)性能等帶來的重要影響WP7 系列壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片檢查標(biāo)準(zhǔn)含判廢標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)故障特征故障標(biāo)準(zhǔn)檢查方法修理方法處理結(jié)論1葉片裂紋、

46、 彎曲變形及 葉片榫頭卡 環(huán)槽變形不允許目視檢查無損探傷不修理報(bào)廢2葉片表面銹蝕積碳輕微銹蝕目視檢查酸洗、除銹、拋光修理嚴(yán)重銹蝕不修理報(bào)廢3葉盆葉背表面打傷級(jí)、級(jí)葉片距葉尖 3 5 以內(nèi)的葉身 長度表面上， 每面有 4 處深度不大于打 傷；距葉根 2 5 以內(nèi)的葉身長度表面上每 面有 4 處不大于的打傷。 、級(jí)葉片距葉尖 3 4 以內(nèi)的 葉身長度表面上， 每面有 4 處深度不大于 打傷；距葉根 1 4 以內(nèi)的葉身長度表面 上每面有 4 處不大于的打傷目視檢查打磨、拋光修理4葉片進(jìn)、排氣邊緣打傷、級(jí)葉片距葉尖 3 5 以內(nèi)的葉身長 度表面上，有深度不大于。打傷；距葉 根 2 5 以內(nèi)的葉身長度表

47、面上有深度不大 于的打傷。、級(jí)葉片距葉尖 3 4 以內(nèi) 的葉身表面上，有深度不大于打傷；距目視檢查打磨、拋光進(jìn)排氣邊緣修理葉根1 4以內(nèi)的葉身長度表面上有深度不大于的打傷5葉片表面粗糙輕微打傷不允許存在目視檢查拋光修理6葉片榫頭硬 皮積碳、拉 傷輕微硬皮積碳目視檢查不修理繼續(xù)使用嚴(yán)重硬皮積碳打磨繼續(xù)使用榫頭兩側(cè)面拉傷，其深度不大于、 級(jí)不大于 1 ）寬度不大于 2 長度不 超過1 2榫頭打磨拉 傷處、毛 刺修理需要說明的是， 對(duì)于經(jīng)過修復(fù)的葉片， 其幾何尺寸必然會(huì)不斷地減小。 因此， 除了在我國現(xiàn)用的維修規(guī)范中， 已規(guī)定了的以限制整個(gè)葉片沿葉高的最小弦長來 作為它們的修磨極限量外， 還需要針對(duì)

48、具體的損傷部位制定進(jìn)一步的明確和完善 的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。 此外，表中所述規(guī)定乃是針對(duì)葉片的個(gè)體而言， 如果出現(xiàn)帶有群體 性質(zhì)的損傷和有關(guān)要求，那么，還將有相應(yīng)的補(bǔ)充規(guī)定。由于維修規(guī)范中的故障檢查判廢標(biāo)準(zhǔn)都是根據(jù)轉(zhuǎn)子葉片的工作特點(diǎn)、 破損 安全準(zhǔn)則和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編制而成， 所以， 除了已破損的葉片需按報(bào)廢外， 還要列出 葉片表面?zhèn)鄣拇笮　?深度和疏密程度等損傷模式， 均可理解為經(jīng)過了實(shí)踐檢驗(yàn) 的極限模式。換言之，盡管它們的形態(tài)多種多樣比如缺損、 變形、表面損傷等， 但是，所列模式均可被看作于判廢標(biāo)準(zhǔn)和可修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)間的臨界狀態(tài)， 如果再繼續(xù) 工作，將不能確保其具有很低的破損概率， 所以此時(shí)的葉片可被認(rèn)為正處

49、于一種 表面損傷的“極限強(qiáng)度”狀態(tài)。由此推論，在表面損傷的判廢標(biāo)準(zhǔn)與疲勞損傷的 判廢標(biāo)準(zhǔn)之間，將可借助含義相近的“極限強(qiáng)度”而建立聯(lián)系，從而，為評(píng)估葉 片壽命研究中的表面損傷，尋得了一種以疲勞損傷評(píng)估為基礎(chǔ)的代替方法。鑒于壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式繁多， 損傷起因復(fù)雜， 以及具有集個(gè)體和群 體于一體的性質(zhì)， 加上他們的可維護(hù)性和可修復(fù)性， 因此， 除了極少數(shù)被打傷而 報(bào)廢的葉片外，開展壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的耐久性研究將變得更加具有特色。WP7 系列報(bào)廢葉片主要失效模式統(tǒng)計(jì)分析為了更全面地摸清 WP7系列發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片退役的故障原因，現(xiàn)將 1135 臺(tái)次使用期滿返廠翻修發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片故障進(jìn)行了逐級(jí)分

50、類統(tǒng)計(jì)?，F(xiàn)仍以外 擊、腐蝕、 裂紋和弦長不足四種基本失效報(bào)廢模式作為分析對(duì)象， 了解這些 模式在各級(jí)中的分配狀況。 通過這樣的統(tǒng)計(jì)， 從中不僅發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致葉片因故報(bào)廢 的主要原因， 而且還將為今后的設(shè)計(jì)、 使用和維護(hù)等工作提供不可多得的實(shí)踐信 息。表中表示了壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片在各級(jí)中不同失效模式的分布狀況。 根據(jù)他們的 失效頻率統(tǒng)計(jì)，可以看出 ：“外擊失效”主要由外來和內(nèi)來的偶然因素引起的，又稱外內(nèi)物損 傷，通常發(fā)生在中、低空與地面。前幾級(jí)表現(xiàn)較為突出，而后面級(jí)的失效則主要 由質(zhì)硬物的竄動(dòng)和二次損傷所致。 由統(tǒng)計(jì)數(shù)字看出， 不僅它們的發(fā)生頻率僅次于 腐蝕失效的頻率，而且平均的級(jí)失效頻率也相當(dāng)高。可見

51、，這樣的現(xiàn)象與管理、 設(shè)計(jì)上的完善程度存在相當(dāng)密切的關(guān)系。 此外，需要說明的是， 外物擊傷的故障 形態(tài)主要有翹曲變形、凹坑與鼓包，以及撕裂損傷等。表 WP7 系列發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片及失效率統(tǒng)計(jì)所在級(jí)序號(hào)單級(jí)葉片數(shù)245353737373統(tǒng)計(jì)總數(shù)272406015560155828558285582855外擊 數(shù)量438429393403558395失效頻率× 10 2腐蝕數(shù)量149625431588411224262575失效頻率× 10 2裂紋數(shù)量5536812失效頻率× 10 2弦長不足數(shù)量006184328失效頻率× 10 200腐蝕失效與裂紋失

52、效是因損傷累積所致，所以也是葉片壽終的主要表現(xiàn)。就裂紋失效而言， 其主要由海水氣氛、 空氣污染和環(huán)境風(fēng)沙等引起的表面磨蝕損傷累積所致， 并且通常以發(fā)生在葉盆和前、 后緣的表現(xiàn)為最嚴(yán)重。 其特點(diǎn)除了具有一定的工作期限外，其發(fā)生頻率最高，發(fā)生故障的臺(tái)次又相對(duì)集中。因此，可以表明，它們是與某些特殊的環(huán)境因素有關(guān)。 至于裂紋失效， 盡管 WP7系列發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)生機(jī)率不高，致命原因不明顯，但是，它們卻都具有相當(dāng)長的工作時(shí)限，因此，可以表明，它們的裂紋失效模式是由多種損傷綜合影響和積累所致。弦長不足是因維修過度所致， 也可以理解為葉片壽終失效的一種特有的表 現(xiàn)癥狀。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果看出， 這種失效表現(xiàn)主要發(fā)生于后

53、面級(jí)的薄葉片； 而前兩級(jí) 的級(jí)失效頻率竟然為“零” 。其實(shí)，除前兩級(jí)的修復(fù)余量較大外，還可能與其價(jià) 格較貴和判廢標(biāo)準(zhǔn)“放寬”等某些人為因素有關(guān)。因此，未能統(tǒng)計(jì)出來。第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)篦齒盤均壓孔裂紋故障分析及預(yù)防概述發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力裝置， 是影響飛行安全的關(guān)鍵因素。 因此，做好發(fā)動(dòng) 機(jī)的質(zhì)量安全工作， 特別是做好直接危害及飛行安全問題的預(yù)防工作， 對(duì)于保證 飛行安全具有重要意義。在對(duì)某新型發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)級(jí)封嚴(yán)篦齒盤的 32 個(gè) 均壓孔沿盤周向進(jìn)行周期性渦流探傷檢查時(shí)， 發(fā)現(xiàn)一起裂紋故障。 從已經(jīng)暴露的 質(zhì)量問題看，高壓壓氣機(jī)級(jí)封嚴(yán)篦齒盤是該型發(fā)動(dòng)機(jī)最薄弱的危險(xiǎn)性部件之 一，由于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)

54、難度很大， 目前只能通過選用性能更為優(yōu)異的材料， 不 斷完善生產(chǎn)制造工藝， 以及提高維修檢測(cè)的針對(duì)性和有效性， 進(jìn)一步研究改進(jìn)維 修檢測(cè)的方法來預(yù)防監(jiān)控發(fā)現(xiàn)故障。4 2 篦齒盤結(jié)構(gòu)與工作狀態(tài)分析4.2.1 結(jié)構(gòu)分析高壓壓氣機(jī)級(jí)封嚴(yán)篦齒盤，用于防治高壓壓氣機(jī)后的空氣泄露到高壓壓 氣機(jī)卸荷腔， 是發(fā)動(dòng)機(jī)工作的關(guān)鍵性零件。 該盤由多個(gè)螺栓裝配固定在高壓級(jí) 壓氣機(jī)后的高壓軸上， 與高壓轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)， 工作環(huán)境惡劣， 工作狀態(tài)下受多種 載荷的影響。4.2.2 工作狀態(tài)分析工作溫度高該盤裝配在高壓級(jí)壓氣機(jī)后、 燃燒室前的位置， 工作環(huán)境溫度高， 達(dá) 800K 工作與非工作狀態(tài)下溫差大， 且盤的前后端面、

55、盤內(nèi)不同部位受熱不均， 導(dǎo)致在 盤內(nèi)因材料的熱膨脹不均勻而產(chǎn)生較高的熱應(yīng)力， 尤其在均壓孔處位置及其他不 連續(xù)處容易引起應(yīng)力集中。4.2.2.2 工作轉(zhuǎn)速高篦齒盤在工作時(shí)，最高轉(zhuǎn)速達(dá) 13300 轉(zhuǎn)/ 秒，其自身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力在盤 內(nèi)引起很大的徑向離心應(yīng)力。 由于盤沿一周有篦齒結(jié)構(gòu)， 盤的質(zhì)量分布相對(duì)集中 于盤沿一周。同時(shí)篦齒結(jié)構(gòu)離心半徑較大 , 在相同質(zhì)量、相同轉(zhuǎn)速的條件下，產(chǎn) 生較大的離心力。 這樣，盤內(nèi)的徑向離心應(yīng)力主要是由盤的篦齒結(jié)構(gòu)引起， 盤內(nèi) 不同半徑處的環(huán)形截面上的徑向離心應(yīng)力相差不大， 但因?yàn)?32 個(gè)均壓孔的存在， 導(dǎo)致在盤的 32 個(gè)均壓孔處沿盤周向位置產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易

56、導(dǎo)致該處疲勞裂紋 故障的發(fā)生。4.2.2.3 易產(chǎn)生振動(dòng)該盤上裝配在高壓軸， 當(dāng)然受到高壓壓氣機(jī)振動(dòng)的影響， 產(chǎn)生振動(dòng)。 這種振 動(dòng)就會(huì)在盤上產(chǎn)生的交變應(yīng)力。 當(dāng)盤所受交變應(yīng)力大于疲勞極限時(shí)， 在金屬表面、 晶界或非金屬雜物處形成駐留滑移帶， 駐留滑移帶擠入缺陷形成應(yīng)力集中， 形成 裂紋源。裂紋特征與產(chǎn)生原因分析裂紋特征通過對(duì)級(jí)封嚴(yán)篦齒盤均壓孔裂紋故障殘盤裂紋斷面的觀察測(cè)量發(fā)現(xiàn)， 在裂 紋斷面處，沒有塑性變形的殘余痕跡， 斷裂型面沒有變化， 即沒有發(fā)生頸縮現(xiàn)象。 因此可以肯定引起級(jí)篦齒盤爆裂的裂紋時(shí)疲勞裂紋。4.3.2 裂紋原因分析導(dǎo)致級(jí)篦齒盤均壓裂紋故障的主要原因有：設(shè)計(jì)不合理篦齒盤在高壓壓

57、氣機(jī)工作狀態(tài)下的異常振動(dòng)不易控制，容易產(chǎn)生疲勞裂紋， 同時(shí)徑向離心應(yīng)力和熱應(yīng)力的應(yīng)力集中加速疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)張。 制造加工工藝存在問題存在預(yù)先微裂紋，大大降低了篦齒盤的抗疲勞強(qiáng)度，尤其是故障位置的均壓 孔未倒圓或倒圓不夠，將容易在該處產(chǎn)生疲勞裂紋。裝配工藝要求高 任一細(xì)小的疏漏都可能影響裝配質(zhì)量，加劇篦齒盤的振動(dòng)強(qiáng)度和幅度，加速 疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。 預(yù)防對(duì)策 高壓壓氣機(jī)級(jí)封嚴(yán)篦齒盤一旦產(chǎn)生裂紋，后果極為嚴(yán)重。為了杜絕此類故 障的產(chǎn)生，根據(jù)對(duì)級(jí)篦齒盤均壓孔裂紋故障的分析，采用以下對(duì)策： 嚴(yán)格落實(shí)外廠檢查措施裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展是一個(gè)連續(xù)的過程， 符合量變到質(zhì)變的發(fā)展規(guī)律， 有一定 的周期。因此

58、，新制造、大修或檢修出廠發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)后，經(jīng)過一定的飛行時(shí)間， 按照工藝要求，利用渦流檢測(cè)的方法重點(diǎn)檢查裂紋危險(xiǎn)位置有無裂紋。 研制性能更為優(yōu)異的新型粉末冶金材料粉末冶金是指將金屬粉末放入模具中壓制成型后，再經(jīng)燒結(jié)而制成各種金屬 制品的工藝方法。 粉末冶金材料在冶金過程中， 通過彌散相， 熱壓過燒結(jié)等方法 在晶界和亞晶界等面缺陷引起的強(qiáng)化和韌化反應(yīng)， 在材料內(nèi)部生成類似蜂窩結(jié)構(gòu) 的顯微強(qiáng)化組織，強(qiáng)度提高了 15%；同時(shí)這種高度的面缺陷具有抑制裂紋產(chǎn)生障 礙裂紋擴(kuò)展的作用， 且粉末冶金材料能達(dá)到很高的表面光潔度， 這些都極大地增 強(qiáng)了材料抵抗疲勞的強(qiáng)度。改進(jìn)篦齒盤的制造加工工藝 疲勞裂紋的萌生一般都

59、形成于零件的表面，所以要注意提高零件的表面質(zhì) 量，表面越光潔平滑， 零件的疲勞強(qiáng)度越高。 當(dāng)零件表面的敏感位置存在加工缺 陷時(shí)，就會(huì)引起應(yīng)力集中， 加速產(chǎn)生顯微裂紋。 通過表面噴丸強(qiáng)化和機(jī)械拋光途 徑提高篦齒盤的表面質(zhì)量。改進(jìn)篦齒盤的檢修工藝結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)大修或檢修， 對(duì)篦齒盤均壓孔裂紋故障位置進(jìn)行射線、 著色滲透 等多種無損檢測(cè)， 共同驗(yàn)證裂紋的有無。 對(duì)沒有倒圓或者倒圓不夠的均壓孔邊進(jìn) 行補(bǔ)充倒圓和拋光，提高危險(xiǎn)位置的疲勞強(qiáng)度。改進(jìn)篦齒盤的裝配工藝對(duì)高壓轉(zhuǎn)子的裝備采用分段壓緊等工藝，盡可能地減小篦齒盤的振動(dòng)強(qiáng)度、 幅度，從而避免篦齒盤在運(yùn)行狀態(tài)下由于振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力。 檢查和監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)值

60、利用檢測(cè)數(shù)據(jù)和飛參數(shù)據(jù)， 綜合分析變化趨勢(shì)， 間接判斷振動(dòng)對(duì)篦齒盤狀態(tài) 的影響，有異常時(shí)要查明原因進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)縮短渦流探傷周期增加檢查頻次。 結(jié)論根據(jù)分析結(jié)果， 需要嚴(yán)格落實(shí)預(yù)防事故的對(duì)策， 以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度認(rèn)真檢查， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，確保篦齒盤的安全運(yùn)行。結(jié)束語 經(jīng)過了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和努力，我終于完成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障分析 的設(shè)計(jì)論文。 從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)， 再到論文文章的完成， 每走一 步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。 在這段時(shí)間里， 我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受， 再次回首這兩年多的學(xué)習(xí)， 我 感覺到自己有太多的知識(shí)沒有掌握， 有太多的知識(shí)點(diǎn)還不曾了解。 我開始了獨(dú)立 的學(xué)習(xí)， 查看相關(guān)的資料和書籍， 讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰， 使自己非 常稚嫩設(shè)計(jì)一步步完善起來， 每一次