李　迪，王延荣，廖连芳，王家广，卫飞飞（.中航商用航空发动机有限责任公司设计研发中心，上海008；.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京009）



圆弧形榫连结构低循环疲劳试验与寿命分析

李迪1，王延荣2，廖连芳1，王家广1，卫飞飞1
（1.中航商用航空发动机有限责任公司设计研发中心，上海201108；2.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191）

摘要：针对大涵道比涡扇发动机采用的圆弧形燕尾榫连结构，设计了缩尺的双榫头疲劳试验件及其试验夹具。开展了不同载荷水平下的低循环疲劳试验，并对比了表面强化对试验件疲劳特性的影响，给出了可初步用于设计的疲劳寿命S - N曲线。研究表明：圆弧形燕尾榫头试件的疲劳失效形式为微动磨损导致的疲劳断裂；相同疲劳载荷水平下，表面强化试验件的疲劳寿命比未强化试验件的高40%～65%；不同载荷水平下的试验结果基本符合Miner累积损伤准则。

关键词：大涵道比涡扇发动机；榫连结构；低循环疲劳；微动疲劳；表面强化；Miner准则

1　引言

航空发动机中广泛采用的榫连结构，在叶片离心载荷和叶片振动作用下，容易出现微动疲劳破坏。国内外对此开展了大量试验与数值研究［1-5］，表明减小接触区域的应力水平有益于改善榫连结构的抗疲劳性能［6-7］，但在结构疲劳失效机理上还未形成统一认识，仍有待于更加深入的研究。

圆弧形燕尾榫连结构由于在相同空气流量下可使发动机的进口直径较小，对发动机设计有益［8］，而在大涵道比涡扇发动机上得到较为广泛的应用，如RB211系列、Trent系列和CFM56-7等。……