航空发动机高压涡轮盘辐板裂纹分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2300卷8年第8月3期失效分析与预防August，2008Vo1．3，No．3航空发动机高压涡轮盘辐板裂纹分析郭勇，齐野，李伟，蔚夺魁(1．沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2．中国人民解放军驻沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司军事代表室，沈阳110043；3．沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司，沈阳110043)[摘要]航空发动机高压涡轮盘在外场使用后大修时，荧光检查发现后封严臂根部有裂纹显示。裂纹位于涡轮盘辐板与后封严臂转接R处，沿圆周分布，宏观上不连续。为查明

2、涡轮盘产生裂纹的原因，本文对故障件的外观尺寸进行了检查，对开裂涡轮盘的化学成分和力学性能进行了测试，对断口进行了宏观和微观观察，并对涡轮盘裂纹处进行了应力分析和疲劳寿命评估以及实物件模拟试验，实现了故障再现。试验和分析结果表明，涡轮盘辐板与后封严臂转接R处的裂纹性质为低周疲劳裂纹，该位置的应力过大是裂纹形成的主要原因。[关键词]涡轮盘；裂纹；应力分析；低周疲劳[中图分类号]V231．95[文献标志码]A[文章编号]1673~214(2008)03-0037-04AnalysisonCracksatPlateofHighPressu

3、reTurbineDiskinanAeroengineGUOYong，QIYe，LIWei，YUDuo—kui(1．ShenyangAeroEngineResearchInstitute，Shenyang110015，China；2．TheCPLAPlantRepresentativeOfficeofShenyangLimingAeroEngine(Group)Co．Lid．，Shenyang110043，China；3．ShenyangLimingAeroEngine(Group)Co．Ltd．，Shenyang110043，C

4、hina)Abstract：Somecracksattherootoftherearsealarlrlofanaeroenginehighpressureturbinediskweredetectedbyflouroseopyaf-terservice．Thecrackswerediscreteandeireumferentiallylocatedattheturnanglezoneoftherearsealarmandtheplateoftheturbinedisk．Inordertofindoutthecauseofthecr

5、acks，inspectionofthephysicaldimension，testingofthemechanicalproper-tiesandchemicalcomposition，macroandmicroobservationofthefracturesurfacewerecarriedout．Stressanalysisandlowcyclefatiguelifepredictionoftheturbinediskwerealsocarriedout．Fuahermore，simulationtestsusingoth

6、erturbinediskswerecon—dueted．Theresultsshowthatthecracksarelowcyclefatiguecracksandtheywerecausedbyexcessivestress．Keywords：turbinedisk；crack；stressanalysis；lowcyclefatigue有限元软件，对涡轮盘辐板和封严臂根部转接R1引言处进行了应力分析和寿命评估，并进行了实物件在试验器上的模拟试验，实现了故障再现。在上航空发动机高压涡轮盘在使用后进行大修，述试验的基础上，确定了

7、断裂性质，分析了裂纹对涡轮盘进行荧光俭查，显示在涡轮盘辐板与封形成的原因。严臂根部转接R处存在裂纹。该涡轮盘材料为镍基高温合金，工作时间累计超过lO00h。发动2试验过程和结果机在使用过程中未出现异常。本文对开裂涡轮盘的尺寸、加工制造工艺进2．1断口观察行了检查，对断口进行了宏观、微观检查；采用涡轮盘的荧光检查结果表明，裂纹沿涡轮盘[收稿日期]2007年9月28日[修订日期]2008年2月24日[作者简介]郭勇(1976年一)，男，硕士研究生，工程师，主要从事航空发动机结构强度设计方面的研究。维普资讯http://www.cqvi

8、p.com38失效分析与预防第3卷辐板与后封严臂转接R处的圆周分布，分布范纹各自起源，表现在整个圆周裂纹的断口为多源围约占圆周的3／4，裂纹不连续。特征，源区较粗糙，为疲劳特征；裂纹源区未见将裂纹打开，在扫描电镜下对裂纹断口进行明显的冶金缺陷。观察