發(fā)動(dòng)機(jī)葉片抗外物損傷能力評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、飛機(jī)在起飛、降落或低空飛行時(shí)，風(fēng)扇/壓氣機(jī)葉片會(huì)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(chǎn)生的應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力、微結(jié)構(gòu)損傷、微裂紋導(dǎo)致?lián)p傷處萌生裂紋并快速擴(kuò)展，使損傷部位的高周疲勞（High Cycle Fatigue，HCF）強(qiáng)度的降低，導(dǎo)致葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)檢查周期內(nèi)發(fā)生HCF失效，嚴(yán)重威脅飛行安全。因此開展FOD對(duì)葉片HCF的影響研究，準(zhǔn)確評(píng)估損傷葉

2、片的疲勞強(qiáng)度，對(duì)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(fēng)扇/壓氣機(jī)葉片的抗外物損傷能力進(jìn)行了試驗(yàn)研究，主要包括以下3個(gè)方面的內(nèi)容。
　?。?）對(duì)外場(chǎng)損傷的特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，確定了機(jī)加工缺口的形式，通過(guò)有限元計(jì)算確定了兩種缺口的尺寸，采用步進(jìn)法對(duì)兩種缺口試樣進(jìn)行了高周疲勞試驗(yàn)，確定了兩種缺口試樣的HCF強(qiáng)度。
　?。?）利用空氣炮試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)14件平板試樣進(jìn)行了外物損傷模擬試驗(yàn)，使用三維數(shù)值顯微鏡對(duì)損

3、傷進(jìn)行了觀測(cè)，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(kuò)展提供了有力條件，是促使風(fēng)扇/壓氣機(jī)葉片提前發(fā)生失效的催化劑。使用掃描電子顯微鏡對(duì)損傷進(jìn)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(jié)構(gòu)等。
　　（3）采用步進(jìn)法對(duì)14件沖擊損傷試樣進(jìn)行了高周疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明FOD使試樣的疲勞強(qiáng)度明顯下降。通過(guò)對(duì)比分析了沖擊損傷與機(jī)加工缺口的關(guān)系，