飞行试验发动机寿命研究.pdf

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1、·30·飞行试验发动机寿命研究马双员。张永峰，张强(中国飞行试验研究院发动机所，陕西西安710089)摘要：依据GJB241—87，航空发动机的转速循环归类为三种典型循环，依据Miner理论建立发动机疲劳寿命分析模型；根据模型研究了飞行试验中某发动机在真实载荷环境下的疲劳寿命消耗情况，分析结果与规范对比，说明了该方法的有效性；该发动机寿命分析方法是对发动机搬卅任务循环验证方法的一次有益探索。关键词：航空发动机飞行试验载荷疲劳寿命中图分类号：V217．32；V231．9l文献标识码：A文章编号：1002．一6886(20

2、l2)06—0030--03ResearchonHightTestAero-engineLifeMAShuangyuan，ZHANGYongfeng，ZHANGQian~Abstract：AccordingtoGJB241—87，theaero—enginespeedcyclewasclassifiedasthreekindsoftypicalcycles．AccordingtoMinertheory，theaero—enginefatiguelifeanalysismodelwasbuilt，onthebasisof

3、thelifeanalysismodel，thefatiguelifeconsumptionoftheaero—enginehadbeenstudiedOHtheflighttestoftherealloadenvironment．Comparisontheanalysisresultswithcriterion，itillustratesthevalidityofthemethod；Theaem—enginelifeanalysismethodisanusefidexplorationoftheauthenticat

4、ionmethodstaskofaero—en—ginedesigncycle．Keywords：aero—engine；flighttest；load；fatiguelifeI．1飞行试验数据处理0引言发动机的使用寿命和低循环疲劳次数是协调一致航空发动机长时间在高温、高转速的苛刻条件下工的，飞行中进行发动机寿命计算时，统计发动机低循环疲作，经常变换工作状态，承受大的交变载荷，零部件结构强劳循环次数，能客观反映发动机的低循环疲劳寿命消耗情度故障多发，故障失效模式⋯疲劳特征明显。传统采用工况。发动机实际转速飞行剖面通常由

5、多个循环类型组成，作时数和日历寿命进行发动机寿命控制，与发动机实际使其中变程较小的转速剖面对发动机零部件损伤较小，寿命用载荷无关，不能反映发动机疲劳寿命消耗情况，是不准计算时可以略去。参照GJB241～87，对飞行试验当中发确的，不能满足现代航空发动机寿命控制发展需求，发动动机三种循环次数进行统计，分析飞行试验当中发动机寿机低循环疲劳寿命是表征发动机寿命的重要指标。命消耗情况。本文对飞行试验中某发动机载荷谱进行统计分析，为保证飞行载荷数据的真实有效，要对发动机飞行参照G_JB241—87，战斗机的典型飞行任务由海平面起

6、数据进行有效性和合理性检验，对飞行参数坏点进行剔飞、接地复飞、空中格斗等典型飞行任务构成，将航空发动出，并利用差值对数据坏点进行替代，再对飞行剖面数据机众多的转速循环类型归类到三个典型循环，“0一最进行压缩处理，进行峰谷值检测和无效幅值去除，经处理中间一0”循环、“慢车一最大／中间一慢车”循环、“巡航一后的飞行剖面数据，离散成载荷剖面的峰谷值序列，载荷最大／中间一巡航”循环，通过记录发动机转速循环载荷，剖面的峰谷值序列中包含着若干个造成疲劳损伤的变幅采用雨流计数方法，对发动机低循环疲劳寿命消耗进行记载荷循环。采用雨流法

7、进行计数，识别每一循环的最大和录，并统计表征应力断裂／蠕变损伤的各功率状态持续时最小值，将复杂的载荷一时问历程简化为便于控制的用全问和发动机加力次数，研究了飞行试验中该发动机的寿命循环或半循环表达的载荷一时间历程。通过雨流计数方消耗情况。法确定的次循环完全和材料应力一应变迟滞回线相对应，1发动机寿命分析方法能直观地与疲劳过程相联系，能反映低循环疲劳损伤的实·31·质。从疲劳损伤角度，应用循环计数将这些载荷提取出航空发动机一般每次飞行都只有一个“0一中间／最来，作为发动机低循环寿命评估的重要依据，最能反映低大一0”的主循

8、环，其它都是谷值和均值不为零的次循环，循环疲劳损伤的实质。通过雨流计数法，对表征发动机低发动机寿命计算时需将若干个次循环损伤换算成主循环循环疲劳寿命的三种典型循环次数进行统计，是发动机低下的损伤。进行转换时依据Goodman图得出脉动循环疲循环疲劳寿命分析的重要依据。劳强度。可根据转换表达式：1．2发动机寿命分析模型or，：=——