发动机风扇静子叶片裂纹失效分析

针对发动机风扇静子叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片上缘板排气边转接区域的应力分布进行计算,确定了叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障风扇静子叶片上缘板转接区域裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是机匣与上缘板焊接的热影响区进入叶片上缘板排气边转接处的应力集中区;同时叶片工作时受到的振动载荷也加速了疲劳裂纹的产生。并由此提出增加叶片上缘板排气边转接区和焊缝距离的改进建议。     

开口销断裂分析

发动机在分解检查时发现,顺航向左侧α1作动筒与支架固定销轴上的开口销发生断裂。通过外观检查、断口宏微观分析、表面检查、成分分析、组织检查、硬度检查等手段和有限元分析,对故障开口销的断裂性质和断裂原因进行分析。结果表明:故障开口销材质硬度值偏高,不符合标准要求;故障开口销断裂的性质为疲劳断裂;故障开口销在发动机工作过程中与作动筒支架侧表面发生周向摩擦,开口销内弧表面产生弯曲应力,再加上源区附近表面的磨损影响,最终导致其疲劳断裂。     

燃气轮机涡轮零部件及材料热腐蚀行为与评价方法研究

对金属材料的热腐蚀机理及危害进行了探讨。在对不同热腐蚀评价方法对比分析的基础上,以某发动机涡轮工作叶片和导向叶片及其所用材料为研究对象,采用燃气热腐蚀试验方法,开展涡轮零部件及材料抗热腐蚀能力评价方法的研究。结果表明,该方法是最为接近海洋环境下涡轮零部件实际工作状态的实验室评价方法,适合于评价涡轮零部件及材料的抗热腐蚀性能,能为改进涡轮零部件的防腐设计和防腐加工工艺提供较为客观、准确的试验评价依据。     

航空发动机风扇叶片裂纹失效分析

航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包石墨涂层摩擦相容性差,叶片与机匣镍包石墨涂层发生严重摩擦是导致叶片产生早期疲劳开裂的主要原因;同时,结构的应力集中以及振动应力也会引起疲劳裂纹的萌生及扩展;并提出了相应的改进建议,避免类似故障的发生。