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某型发动机Ⅰ级涡轮叶片断裂原因分析

作者
佚名
来源
国家应急分析测试平台
发布时间
2007-02-06
关键词
发动机；涡轮工作叶片；大应力振动疲劳断裂
领域
金属材料领域
正文
某型发动机拆掉压气机作为地面试验的动力来源，运行88h后发现一级涡轮叶片有一件断裂，另有八件出现裂纹，失效叶片开裂位置大致都在距叶片缘板2/3高度处，其余叶片均被打伤，出现断裂和裂纹的叶片分布在200o左右的扇形区内。更换导向器和转子后运行28h 再次发生故障（总起动32次），经分解发现Ⅰ级涡轮叶片断裂一件32号叶片，另一件65号叶片出现裂纹，其它叶片均被打伤，这两件失效叶片也有一件位于前次裂纹叶片的扇形区内。通过对失效叶片的外观、裂纹断口的宏微观特征和叶片的表面完整性进行了观察和分析，并对叶片的金相组织、化学成分和硬度进行了检测，确定了叶片的断裂性质，并对断裂产生的原因进行了分析。最后得出结论：（1）一级涡轮叶片的断裂性质为大应力振动疲劳；（2）源区未见明显的加工痕迹和冶金缺陷；（3）一级涡轮叶片疲劳断裂失效受三个方面因素的影响：a）振动应力的存在；b）叶片材料的硬度高，导致叶片的疲劳性能分散，对振动的阻尼减小；c）叶片表面喷丸质量不够致密，压应力分布不够均匀。因此，建议查找振动应力的来源，特别是应分析这两次一级涡轮叶片型面与以前叶片的差异，分析这些差异是否会诱发颤振的可能。 关键词：发动机；涡轮工作叶片；大应力振动疲劳断裂

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