發(fā)動機葉片抗外物損傷能力評估技術研究.pdf

1、飛機在起飛、降落或低空飛行時，風扇/壓氣機葉片會遭受到隨高速氣流吸入的金屬物體、石塊、砂粒等的撞擊，造成外物損傷（Foreign Object Damage，F(xiàn)OD）。FOD產生的應力集中、殘余應力、微結構損傷、微裂紋導致?lián)p傷處萌生裂紋并快速擴展，使損傷部位的高周疲勞（High Cycle Fatigue，HCF）強度的降低，導致葉片在發(fā)動機檢查周期內發(fā)生HCF失效，嚴重威脅飛行安全。因此開展FOD對葉片HCF的影響研究，準確評估損傷葉

2、片的疲勞強度，對防止FOD事件引發(fā)的飛行事故具有重要的意義。
　　本文圍繞風扇/壓氣機葉片的抗外物損傷能力進行了試驗研究，主要包括以下3個方面的內容。
　?。?）對外場損傷的特征進行了統(tǒng)計分析，確定了機加工缺口的形式，通過有限元計算確定了兩種缺口的尺寸，采用步進法對兩種缺口試樣進行了高周疲勞試驗，確定了兩種缺口試樣的HCF強度。
　?。?）利用空氣炮試驗系統(tǒng)對14件平板試樣進行了外物損傷模擬試驗，使用三維數(shù)值顯微鏡對損

3、傷進行了觀測，模擬的FOD的宏觀特征主要有：材料擠壓變形、材料的剪切丟失、塑性變形等，這些特征為疲勞裂紋的萌生和擴展提供了有力條件，是促使風扇/壓氣機葉片提前發(fā)生失效的催化劑。使用掃描電子顯微鏡對損傷進行了微觀觀察，模擬FOD的微觀特征主要有：微小裂紋、塑性變形、微小缺口、片層結構等。
　?。?）采用步進法對14件沖擊損傷試樣進行了高周疲勞試驗，試驗結果表明FOD使試樣的疲勞強度明顯下降。通過對比分析了沖擊損傷與機加工缺口的關系，