压气机钛合金轮盘裂纹扩展寿命分析与试验  

作　　者：周超羡 曹传军 韩晶 刘文 郭雅妮 瞿诗云 陈巍 

机构地区：[1]中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海200241

出　　处：《装备制造技术》2023年第1期64-69,共6页Equipment Manufacturing Technology

摘　　要：轮盘是航空燃气涡轮发动机的关键零件,主要承担安装转子叶片、传递转矩、减小鼓筒工作变形等重要作用。国内外针对损伤容限方法和工具等进行了持续30多年的研究。考虑到国内轮盘的裂纹扩展研究还没有进入应用阶段,民用航空发动机的设计和适航取证还缺少足够准确的方法、工具用于计算和确认轮盘的裂纹扩展寿命,因此,以某航空发动机高压压气机第一级钛合金轮盘为研究对象,采用三维有限元仿真计算裂纹尖端应力应变场,基于Paris公式和NASGRO公式分别计算了某级压气机钛合金轮盘的裂纹扩展寿命,对裂纹扩展进行了试验验证,采用电火花加工工艺在盘心预制平行于子午面的模拟裂纹,在高速旋转试验台上进行高温低循环裂纹扩展试验。结果表明:在进行30000次循环后裂纹扩展至7.475 mm;两种仿真分析得到的裂纹扩展寿命较实测值分别偏低16.67%和31.33%,NASGRO公式预测结果更趋于保守和安全,因此NASGRO公式具备工程应用的可行性和优势。

关 键 词：压气机 轮盘 裂纹扩展 仿真分析 低循环疲劳 

分 类 号：V232[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]