某型发动机盘LCF试验设计方案可靠性分析

《某型发动机盘LCF试验设计方案可靠性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年第36蠢第3期V01．36No．3Jun．2010某型发动机盘LCF试验设计方案可靠性分析赵凤飞，王桂华，刘慧娟，张峻峰(沈阳发动机设计研究所。沈阳110015)赵凤飞(1981)。女，硕士，工程师，从事航空发动机可靠性研究工作。收稿日期：2009—09—291引言对于应具有高可靠性的航空发动机而言，其零部件低循环疲劳试验是主要试验项目之一，相关的研究比较充分。而对零部件寿命试验设计的可靠性研究则十分欠缺。本文对某型发动机轮盘低循环疲劳寿命试验设计方案进行分析，计算出5项试验设计方案的试验时数在到达给定盘寿命时能保证的故障率及可靠度水平。摘要：分析了针对某

2、型发动机风扇盘、压气机盘和涡轮盘等5项低循环疲劳(LCF)寿命试验的设计方案，计算得出了以上试验件在到达给定寿命时的可靠度和故障率，并与标准要求进行了对比。针对可靠度和故障率无法达标的问题提出了改进方案。关键词：航空发动机；可靠性；轮盘；LCF试验设计方案ReliabilityAnalysisofLCFExperimentalDesignconceptsforAnAeroengineDisksZHAOFeng—fei，WANGGui—hua，LIuHui-j啪，ZHANGJun—fenfl(ShenyangAeroengineResearchImtitute，She

3、nyang110015，China)Abstract：Thefive如s咖conceptsoflowcyclefatiguez咖仁CF)testforcartacroenginefandisk，compressordiskandturbinediskwereanalyzed．Thereliabilityandfailurerclteofthetestdiskswerecalculatedatreachingthegiven蜘．Thecalculationswerecomparedwiththestandarddemands．Theimprovementconcept

4、swereproposedforsolvingtheproblemsthatthereliabilityandfailurer(1tecannotreachthestandarddemands．Keywords：aeroengine；reliability；disk；LcFexperimentaldesign2结构件寿命试验设计的方法文献【l】中提到“零破坏验证试验”方法，其主要作用是计算寿命验证所需的试件数或每个试件所需的试验时数。在已知特征寿命玑形状参数m、置信度OL、子样数n的条件下，可以得到每种部件所需的试验时数rF硼(1)式中：肛为特征寿命系数p_[半】”

5、㈣2参数威布尔分布的可靠度尺(r)表达式为R(r)：e一‘砌)l(3)式中：m为形状参数；r为某一寿命。由E式可知特征寿命为叼2击RT㈩[一h()】⋯反之，已知置信度Ot，形状参数m，寿命比率三，也可求出所需试验，7赵凤毯募：累壁发动柏露LCF：试验设计方案可靠眭分析的子样数一1n=一f王1In(1一“)(5)、田’在研制过程中，研制单位可根据研制进度快慢和试件成本高若保证风扇轮盘组件在寿命4000h时可靠度目标值达到0．999(B0．1)，即尺(4000)=0．999。根据式(4)可计算得出特征寿命叼=39993h。因此，试验时间的计算结低，来确定合适的试验时间和

6、试：果为丁=M=5281lh。验子样数。，其余条件不变，风扇轮盘组3某型发动机盘试验设计：件4000h时可靠度R取值不同，方案分析：置信度分别取o．90和o．95时，计某型发动机标准规定：发动：算得到的试验时间也不同，结果机部件低循环疲劳试验应按照规：见表2。定的低循环疲劳寿命值2倍的取；对比分析上述计算结果可值进行。根据该要求，计算并制定：知：若保证R(4000)=0．999，置信了某型发动机盘i式验设计方案中：度分别按0．90和0．95算，则单盘的时数。见表1。：试验时数分别需要52811h和表1某型发动机盘试验循环数设计方案57653h。某型发动机孬弓—■鬲F

7、—孺霪1雩F甄—菊r蕴琴隔风扇盘试验方案中给1—瓦酾蕊兹甬■丁—i面广—一——出的试验时数是8000．高维JK气机‘2-3级稚组件。高K脏’t机38-9级盘组件4高城涡轮赶5低压涡轮盘组冷端箍3000热端盘15003．1风扇盘试验设计方案分析3．1．1可靠度分析3．1．1．1可靠度要求文献⋯巾阐述：零件的LCF寿命的传统定义为裂纹萌生的B0．1寿命；某型发动机标准中规定了该型发动机盘的低循环疲劳寿命，冷端件为4000h，热端件为2000h。即：研制巾应达到冷端盘R(4000)=O．999，热端盘尺(2000)=0．999。3．1．1．2风扇盘组件可靠度计算由表1