含缺陷涡轮盘的实际使用寿命计算方法

发布时间：2017-10-16 08:12

  本文关键词：含缺陷涡轮盘的实际使用寿命计算方法

  更多相关文章： 粉末合金 涡轮盘 裂纹扩展 寿命计算

【摘要】：粉末冶金工艺流程中引入的微缺陷在循环载荷作用下易成为疲劳裂纹萌生点,导致涡轮盘实际使用寿命低于设计使用寿命从而引发灾难性事故。在目前工艺水平无法完全避免粉末冶金缺陷的情况下,为保证我国商用航空发动机能够取得适航认证并进入国际市场,发展并建立含缺陷涡轮盘的实际使用寿命计算方法是十分必要的。在有限元应力分析基础上,根据裂纹附近的周向拉伸应力计算应力强度因子;然后依据Pairs公式,采用逐次循环累加的方式逐步更新裂纹长短轴与裂纹中心坐标来模拟裂纹扩展过程,最后以临界断裂韧度为失效判据建立了含缺陷涡轮盘的实际使用寿命计算方法。以含缺陷一级涡轮盘为对象的实例分析表明,该方法能够根据超声波探伤检测结果计算出含缺陷涡轮盘在发生破裂前的实际使用寿命,以及缺陷形状、尺寸及应力强度因子随飞机起落循环数的变化曲线。使用三维有限元裂纹扩展模拟进行了校核计算,发现本文方法得出的寿命结果偏于保守(相对误差2.82%),且计算效率方面有明显优势。
【作者单位】： 中航商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心;
【关键词】： 粉末合金 涡轮盘 裂纹扩展 寿命计算
【基金】：上海市“引进技术消化与吸收”专项资金(12XI-04) 上海科委科研计划项目(13DJ1400200)资助
【分类号】：V233;V250
【正文快照】： (12XI-04)和上海科委科研计划项目(13DJ1400200)资助涡轮盘是航空发动机关键部件之一,随着推重比和涡轮前温度的逐步提高,涡轮盘的工作条件日趋严酷。为满足结构强度设计要求,涡轮盘材料经历了由铸造合金、变形合金到粉末合金的发展历程。粉末合金晶粒组织均匀性好,避免了铸锻

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡殿印;裴月;王荣桥;李其汉;;涡轮盘结构概率设计体系的研究[J];航空学报;2008年05期

2 王筱冬;;涡轮盘应力场及破裂转速的有限元分析[J];榆林学院学报;2009年04期

3 王荣桥;贾志刚;杨俊杰;胡殿印;樊江;申秀丽;;基于多层优化策略的涡轮盘叶设计研究[J];航空动力学报;2012年06期

4 栾永先;;先进涡轮盘结构强度对比分析[J];航空发动机;2013年03期

5 郑祺选;直接利用其工作条件的涡轮盘温度场的有限元计算[J];北京航空学院学报;1983年01期

6 穆霞英,刘西瑞;涡轮盘体的热弹塑性蠕变分析[J];航空动力学报;1988年04期

7 张学仁;涡轮盘瞬态温度场的分析方法[J];北京航空航天大学学报;1994年02期

8 宋迎东,陈伟,温卫东,高德平;粉末冶金涡轮盘有限元应力分析[J];航空动力学报;1997年04期

9 曹凤兰,王旅生,黄庆东,卿华,何云,吴长波,龚梦贤;某发动机低压涡轮盘技术寿命研究[J];航空动力学报;2001年04期

10 赵永健;张大千;赵卫强;;涡轮盘-叶片整体振动固有模态有限元分析[J];沈阳航空工业学院学报;2005年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 高阳;杨昌军;白广忱;林垲;;涡轮盘疲劳可靠性设计方法[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

2 熊庆荣;钟明;李杨;;真空环境下高压涡轮盘表面温度测试研究[A];面向航空试验测试技术——2013年航空试验测试技术峰会暨学术交流会论文集[C];2013年

3 刘强;;薄壁四级涡轮盘的研制加工[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

4 何玉怀;郭伟彬;苏彬;;某涡轮盘材料的疲劳断裂性能[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集（C辑）[C];2005年

5 胡殿印;王荣桥;;涡轮盘疲劳-蠕变耦合失效模式的概率设计[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

6 陈养惠;张瑾;;某机低压1级涡轮盘榫齿振动疲劳试验分析[A];中国航空结构动力学专业组第十六届学术交流会论文集[C];2008年

7 陈秋任;郭海丁;;涡轮盘双轴对称异形孔结构建模与优化[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

8 杨兴宇;阎晓军;赵福星;董立伟;;某型航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命分析[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年

9 高阳;杨昌军;林垲;;某粉末冶金涡轮盘低循环疲劳寿命评估[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

10 刘春江;刘新灵;赵凯;;涡轮盘挂耳断裂及前挡板开裂失效分析[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 曹军;航空燃气涡轮发动机涡轮新技术[N];中国航空报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈勇;含夹杂粉末高温合金涡轮盘裂纹扩展寿命研究[D];南京航空航天大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张飞;基于有限元法的某涡轮盘的疲劳可靠性灵敏度分析[D];东北大学;2009年

2 刘超;涡轮盘结构拓扑与形状优化方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

3 鲁华平;涡轮盘低周疲劳寿命可靠性分析及试验评估[D];西北工业大学;2005年

4 高鹏;涡轮盘蠕变及低周疲劳寿命可靠性分析方法[D];西北工业大学;2007年

5 王鹏;任意分布参数的涡轮盘低周疲劳失效概率敏感度及其鲁棒设计[D];东北大学;2010年

6 袁征宇;某航空发动机粉末冶金涡轮盘低循环疲劳寿命研究[D];湖南大学;2012年

7 行峰涛;涡轮工作叶片榫头与涡轮盘榫槽在不同温度场下的寿命研究[D];湖南大学;2013年

8 付娜;某航空发动机涡轮盘和叶片的强度分析与寿命计算[D];西北工业大学;2006年

9 吴佳;某冲压空气涡轮结构设计及强度寿命振动分析[D];南京航空航天大学;2008年

10 赵勇铭;夹杂物对粉末冶金涡轮盘应力强度因子及裂纹扩展寿命的影响研究[D];南京航空航天大学;2004年

，

本文编号：1041584