發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)鋁合金葉片噴丸防護(hù)

通過對煤礦在用通風(fēng)機(jī)鋁合金葉片的滲透檢測,可以發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下難以發(fā)現(xiàn)的缺陷,避免了由于葉片缺陷導(dǎo)致的通風(fēng)機(jī)故障對煤礦產(chǎn)生不良影響。在保證煤礦安全生產(chǎn)方面起到了積極的作用。

鋁合金具有比重小、耐蝕性好、比強(qiáng)度高、易加工等特點，在風(fēng)機(jī)制造領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用．如葉輪、葉片等。但強(qiáng)度相對有限仍然是制約其應(yīng)用范圍的主要原因，特別是作為風(fēng)機(jī)的核心零部件葉輪sprit片．其強(qiáng)度是決定風(fēng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命的首要指標(biāo)。目前風(fēng)機(jī)鋁合金葉片多采用精密澆鑄的工藝制造．工藝簡單、成本低，但受限于工藝方法，葉片內(nèi)部存在氣孔、夾雜等缺陷，導(dǎo)致葉片綜合力學(xué)性能不足。

r270d1葉片是某燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的第一級模鍛動葉片,所用材料為x5crnicunb16-4鋼。該葉片經(jīng)1035℃×130min風(fēng)冷固溶處理、835℃×130min風(fēng)冷調(diào)整處理和545℃×300min時效處理后,其力學(xué)性能、斷裂形貌轉(zhuǎn)變溫度和晶間斷裂百分率均達(dá)到了有關(guān)技術(shù)條件的要求。

壓氣機(jī)葉片制造工藝過程剩余應(yīng)力的檢驗張德林燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的可靠性和壽命在很大程度上取決于壓氣機(jī)葉片的工作可靠性，這是因為壓氣機(jī)葉片承受相當(dāng)大的動載和靜載。在大多數(shù)情況下，葉片的耐久性是由彎曲動載決定的，而耐動載能力在很大程度上又取決于葉片表層的性能，...

為了評估焊接修復(fù)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鋁合金葉片接頭強(qiáng)度的可靠性,基于空氣動力學(xué)理論,分析和計算了由離心力與空氣升力在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動葉片tig焊接接頭上產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力,并進(jìn)行強(qiáng)度校核。強(qiáng)度校核表明,用salsi-l鋁合金焊絲形成的焊接接頭安全許用應(yīng)力大于接頭受到的拉伸應(yīng)力,焊接接頭安全可靠。本分析方法為旋轉(zhuǎn)體焊接接頭強(qiáng)度校核提供了一定理論基礎(chǔ)。

航空發(fā)動機(jī)葉片的失效模式主要是高周疲勞斷裂，葉片表面完整性會直接影響葉片的疲勞抗力。表面完整性（surfaceintegrity）是葉片加工后表面幾何和表面物理性質(zhì)的總稱。

介紹了鈦合金葉片無余量精鍛工藝用玻璃防護(hù)潤滑劑的研制過程、性能檢測、復(fù)合物玻璃配方設(shè)計和應(yīng)用效果。

利用剛粘塑性有限元法,對某重型燃機(jī)壓氣機(jī)葉片的多工步鍛造過程進(jìn)行了三維有限元模擬。通過有限元數(shù)值模擬,得到了多工步鍛造過程中坯料的幾何形狀變化、溫度場和應(yīng)變場的分布規(guī)律以及載荷變化曲線。模擬工藝實驗表明,壓氣機(jī)葉片鍛造工藝和模具設(shè)計合理,數(shù)值模擬結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1.引言我廠某型發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)一級鋼葉片兩銷孔的加工一直是整個葉片加工的關(guān)鍵。在設(shè)計上不僅對孔的尺寸精度和兩銷孔的位置精度提出了嚴(yán)格的要求,而且考慮到葉片與盤的安裝精度和盤上銷與孔的配合精度,對兩銷孔的加工表面質(zhì)量也提出了嚴(yán)格的要求,這就給加工帶來了一定的難度。其中孔表面粗糙度極難保證,該問題一直沒有得到很好的解決。為此,我們對銷孔的加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。2.工藝方法的確定圖1為某型發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)一級鋼葉片上的兩個銷孔位置示意圖。要求兩孔中心線對榫頭中心線的偏移不大于0.05mm,葉身中心線(額定位置)在長度100mm上的平行度公差為0.03mm。

將一個kulite動態(tài)壓力傳感器埋入軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片50%葉高、25%軸向弦長位置,對該點吸力面動態(tài)壓力進(jìn)行了試驗測量,并與cfd(計算流體動力學(xué))數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比,為今后進(jìn)一步測量轉(zhuǎn)子表面靜壓分布和動態(tài)壓力脈動積累了豐富的經(jīng)驗.試驗中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)固定在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸上隨其一起旋轉(zhuǎn),可以對壓力信號直接進(jìn)行采集、放大并存儲.結(jié)果表明:①葉片表面靜壓試驗測量值與計算結(jié)果吻合較好,說明測量結(jié)果是可信的;②可以成功地捕捉到轉(zhuǎn)子葉片表面的非定常壓力脈動,測量點非定常壓力脈動的周期與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動周期相同.

針對某渦扇發(fā)動機(jī)高空低雷諾數(shù)下的應(yīng)用需求,利用numeca三維數(shù)值模擬軟件對其多級高負(fù)荷風(fēng)扇/壓氣機(jī)進(jìn)行地面0km及高空21km工況下各轉(zhuǎn)速的氣動性能評估和流場分析.結(jié)果表明:該4級風(fēng)扇的三維數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好,仿真精度能夠滿足工程精度要求,從0km升至21km,風(fēng)扇進(jìn)口葉弦雷諾數(shù)從106降至105量級,風(fēng)扇流量衰減2%～3%,壓比略有降低,效率衰減3%;在9級壓氣機(jī)的三維數(shù)值模擬中,考慮了級間引氣對氣動性能的影響,從0km升至21km,壓氣機(jī)進(jìn)口葉弦雷諾數(shù)同樣從106降至105量級,流量和總壓比略有降低,效率衰減隨轉(zhuǎn)速降低而增大,衰減量達(dá)4%～7%.

通過對某型機(jī)鈦合金葉片型面電解加工工藝技術(shù)的研究,總結(jié)了葉片電解加工的一般規(guī)律。在工藝試驗中研制了電極及夾具,同時獲得了可靠的工藝參數(shù),保證了零件加工質(zhì)量,積累了鈦合金葉片型面電解加工的經(jīng)驗,為航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)提供了強(qiáng)有利的支持。

采用有限元軟件procast模擬tial基合金液在金屬型真空吸鑄成形鑄造工藝中的充型凝固過程,分析在充型凝固過程中產(chǎn)生缺陷的原因,并進(jìn)行了相關(guān)的實驗驗證。在模擬過程中發(fā)現(xiàn)鑄件中確實存在模擬預(yù)測的缺陷,且缺陷主要集中在葉片隼部,在葉身部位出現(xiàn)少量的縮松缺陷,模擬和實際相吻合。

鈦合金材料因其比強(qiáng)度較高和抗腐蝕性能較好的特點,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)葉片的生產(chǎn),然而由于鈦合金材料一些特有的物理化學(xué)性質(zhì),也使得其加工獲得良好質(zhì)量性能變得比較困難。航空發(fā)動機(jī)葉片型面的加工因其氣動性能和交變應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度性能要求,需要有良好的表面

某型機(jī)鈦合金葉片材料為tc4,因其比密度低、比強(qiáng)度高、耐腐蝕,成為追求重量輕的先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)中壓氣機(jī)葉片的主體。在結(jié)構(gòu)上,該葉片薄壁、兩端帶緣板、空間曲面、形狀復(fù)雜;在材料上,該葉片難切削。采用五坐標(biāo)數(shù)控銑削工藝,刀具損耗大、消耗費(fèi)用高,加工周期長,設(shè)備占有量大。

研究了3種針對鎳基單晶合金各向異性低循環(huán)疲勞壽命建模的方法,分別為基于單晶合金彈性模量與晶體取向相關(guān)性的方法,與各向異性屈服函數(shù)相關(guān)的方法和傳統(tǒng)滑移系的方法。對基于屈服函數(shù)的方法進(jìn)行了修正以將其應(yīng)用于單晶合金。利用公開文獻(xiàn)中dd3單晶合金的低循環(huán)疲勞數(shù)據(jù)對修正的模型進(jìn)行了驗證,并對采用這3種方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:修正的疲勞壽命模型和基于取向函數(shù)的壽命模型的預(yù)測結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)相比基本落在3倍分散帶內(nèi),而采用基于滑移系的方法所得結(jié)果在4倍分散帶內(nèi)。基于屈服函數(shù)的修正模型和另外2種模型均可以較好地與3維有限元應(yīng)力分析直接銜接,便于渦輪葉片結(jié)構(gòu)級的壽命預(yù)測。

某型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行近1000h后,發(fā)生2片低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片脫榫斷裂和同級多片榫頭裂紋故障。通過對斷裂和裂紋葉片外觀觀察、斷口分析、化學(xué)成分分析、硬度檢測和金相檢驗等手段,確認(rèn)了斷裂和裂紋葉片失效模式相同,均屬振動疲勞斷裂,盤和葉片配合不良引起微動磨損是該級葉片早期振動疲勞斷裂的主要原因。盤、片配合不良主要是由于配合面間無防磨損涂層,在應(yīng)用過程中產(chǎn)生氧化和磨損引起的;通過盤和葉片榫齒配合面涂干膜潤滑,有效解決了盤片配合面微動磨損問題。

文中介紹風(fēng)機(jī)葉片由原來采用鋼板沖壓成形、焊接而成,改為鋁合金并應(yīng)用激冷與微量元素銻復(fù)合變質(zhì)后,不僅使葉片的內(nèi)、外質(zhì)量得到了保證,還大大提高了鑄件的耐蝕性和使用壽命,降低了動力消耗和成本。

據(jù)外國媒體報道，美國鋁業(yè)公司（alcoa）于2014年7月15日宣布，已與聯(lián)合技術(shù)公司（unitedtechnologiesco．）旗下的普拉特·惠特尼公司（pratt＆whitney）簽訂了一項價值11億元，長達(dá)10年的發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片供應(yīng)合同。這些purepowerpw1000g型發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片是用鋁一鋰合金制造的。美國鋁業(yè)公司的優(yōu)質(zhì)鋁合金材料與普拉特·惠特尼公司的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，使風(fēng)扇葉片的質(zhì)量有較多的下降，從而進(jìn)一步提高了發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

為提高柴油機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣消聲器的消聲性能,推導(dǎo)徑流式進(jìn)氣消聲器聲衰減量的經(jīng)驗公式.通過消聲器的消音性能實驗,表明采用zellen消聲系數(shù)的經(jīng)驗公式更適合于徑流式進(jìn)氣消聲器的聲衰減量計算.分析材料吸聲性能、吸聲片間距、吸聲片直徑參數(shù)對消音性能的影響,提出消聲器改進(jìn)設(shè)計方案.改進(jìn)后的消聲器消聲性能提高了9.6db.

美國橡樹嶺國家實驗室、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和eck工業(yè)公司研制了一種超強(qiáng)含鈰鋁合金。美國稀土礦石中鈰和鑭含量最高,鈰含量為一半多,因此美國是富鈰國家,這種材料的研制成功和應(yīng)用將使美國過量的稀土鈰產(chǎn)生較大市場價值。如果1%的鋁合金市場使用鈰,那就意味著3000t鈰用量。除了發(fā)揮鈰的市場價值,新合金還具有重要的材料特性優(yōu)勢,即更高的熱容限。

作為新一代家庭用車的心臟——發(fā)動機(jī)，除必須繼承和發(fā)揚(yáng)現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的堅固耐用和燃油經(jīng)濟(jì)性外，在動力輸出及操控響應(yīng)、長途乘坐的舒適性上都需要何大幅度的提高。