曹惠玲 张昊

摘要：基于CFM56-7B发动机运行产生的QAR数据，通过建立模型、确立边界条件、有限元软件仿真，在最大起飞功率状态下完成了高压涡轮叶片温度场以及应力、应变场的计算。考虑到实际叶片在多轴非比例循环载荷下工作，选用SWT模型作为疲劳寿命的预测模型，得到叶片的疲劳寿命。结果表明，仿真计算得到的叶片疲劳寿命为14778个循环，与实际叶片的平均寿命的误差率仅为5.09%，此方法可用于监控涡轮叶片的剩余寿命、维修计划的制定。

关键词：QAR数据；高压涡轮叶片；有限元；SWT模型；疲劳寿命

Keywords：QAR data；high pressure turbine blade；finite element；SWT model；fatigue life

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高压涡轮叶片是航空发动机里最重要的部件之一，其工作环境极其恶劣，一方面承受着高温、高压燃气的作用，另一方面受到振动等多种载荷的作用。根据航空工业集团失效分析中心发布的资料[1]显示，2001年到2012年期间共处理97件有关涡轮叶片的失效故障，占整个失效故障分析工作的1/10左右，且据实际统计，在由发动机导致的飞行事故中涡轮叶片失效占比达70%以上[2]，因此进行高压涡轮叶片的结构强度分析及寿命预测具有重要意义。

快速存取记录器（QAR）记录了发动机从启动到停车过程的大量气动站位参数，这些参数真实地反映了发动机实际的运行工况，因此将QAR数据应用到高压涡轮叶片的结构强度分析和寿命预测中能够得到更加精确的结果。以国内某航空公司某航班CFM56-7B发动机运行产生的QAR数据为例，通过飞行高度、高压涡轮转速、EGT（发动机排气温……