航空发动机滑油箱支架断裂失效分析
2021-12-15刘博志韩振宇兰海强
航空发动机 2021年5期
乔 志,刘博志,韩振宇,兰海强
(中国航发沈阳发动机研究所,沈阳 110015)
0 引言
滑油系统是航空发动机的重要组成部分,其功用是提供发动机滑油,降低发动机内部零件之间的摩擦与磨损,并减少高温零部件传递到滑油的热量,确保发动机内部润滑条件与环境,净化由于磨损而产生的微粒[1]。支架作为航空发动机的重要零部件,主要起到支撑、承力、定位以及减振等作用,支架结构形式多样,受力因素复杂,在使用过程中经常发生故障。其故障的失效模式及影响因素也是复杂多样的。Thil⁃likkani S 等[2]利用线弹性有限元分析、断口分析、化学成分分析以及硬度测试等方法对空客悬架的吊耳支架失效模式进了研究,表明支架变截面和振动是导致疲劳的主要原因,在支架截面引入加强筋可大大提高支架的疲劳寿命;Vandersluis 等[3]采用宏观和微观断口分析、化学分析、光学显微镜观察和硬度测试对断裂监护支架失效原因进行了研究,表明支架的失效归因于支架臂长期承受的低应力幅以及单向动态弯曲高周疲劳。失效原因包括:(1)线切割产生大量夹杂物、锯齿状边缘和热影响区;(2)构件几何形状设计不佳,导致破坏位置应力集中;(3)材料强度裕度不足。刘天文等[4]利用有限元方法对燃油总管支架进行了模态计算分析,表明燃油总管系有多阶固有频率落在发动机共振频率范围内,严重不满足设计要求,存在极大的共振可能性,其提出增加燃油总管支架刚度和支架数量的改进建议,将燃油总管的最低共振频率调在发动机共振频率范围之外,支架高周疲劳故障得以排除;……
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