[發明專利]一種航空發動機渦輪盤表面完整性要求的確定方法有效

申請號：	202010885464.0	申請日：	2020-08-28
公開（公告）號：	CN112025561B	公開（公告）日：	2022-11-18
發明（設計）人：	毛賀;婁春娟;鄒茉;高陽;趙迎春;陳倩	申請（專利權）人：	中國航發貴陽發動機設計研究所
主分類號：	B24C1/10	分類號：	B24C1/10;B24C9/00
代理公司：	貴州派騰知識產權代理有限公司 52114	代理人：	谷慶紅
地址：	550081 貴州省貴陽市云***	國省代碼：	貴州;52
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種航空發動機渦輪表面完整性要求確定方法
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【說明書】：

本發明屬于航空領域，提出了一種航空發動機渦輪盤表面完整性要求的確定方法。本發明采用模擬件的方法進行試驗驗證，以確定不同結構特征部位的噴丸強度及噴丸覆蓋率要求。目前未檢索到國內外有關航空發動機渦輪盤表面完整性要求確定方法的文獻。結合結構特征及工藝能力，對于強度計算結果中應力較小的部位可適當放低粗糙度要求，對于應力較大的部位，應提高粗糙度要求；考慮實際工藝能力，給出合理的粗糙度要求。該方法結合渦輪盤仿真計算及特征模擬件試驗結果，方便易操作。本方法對于壓氣機及風扇盤同樣適用。

技術領域

本發明屬于航空領域，提出了一種航空發動機渦輪盤表面完整性要求的確定方法。

背景技術

航空發動機渦輪盤壽命決定著整個發動機壽命，其在正常工作過程中的破壞形式主要以低循環疲勞為主，而失效部位表面完整性對輪盤低循環疲勞壽命影響巨大，因此一套科學可行的渦輪盤各部位表面完整性要求的確定方法十分重要。

航空發動機渦輪盤的低循環壽命與該輪盤的材料特性及其在工作狀態下的環境、應力水平、結構特征、表面粗糙度、噴丸強度、噴丸覆蓋率等相關，因此在提出渦輪盤表面完整性要求時應考慮渦輪盤實際工作環境及工作狀態下應力分布情況，以確定需提出表面完整性要求的部位，其次表面完整性的要求應結合應力分布情況及加工工藝能力確定該部位粗糙度要求。同時考慮到對于渦輪盤不同結構特征部位，噴丸強度及噴丸覆蓋率并不一定是越大越好，目前行業內缺乏噴丸強度及噴丸覆蓋率與不同結構特征部位壽命的關系的定量研究，因此在表面完整性要求中需進行試驗確定噴丸強度及噴丸覆蓋率的具體要求。

發明內容

發明目的：一種航空發動機渦輪盤表面完整性要求的確定方法，以滿足航空發動機渦輪盤設計過程中壽命薄弱部位表面完整性要求。

考慮到采用輪盤進行試驗成本高，不具備操作意義，因此本發明采用模擬件的方法進行試驗驗證，以確定不同結構特征部位的噴丸強度及噴丸覆蓋率要求。目前未檢索到國內外有關航空發動機渦輪盤表面完整性要求確定方法的文獻。

技術方案：一種航空發動機渦輪盤表面完整性要求的確定方法，步驟如下：

步驟1、仿真計算航空發動機渦輪盤各部位強度，得到渦輪盤各部位應力分布情況，進而依據應力分布情況提出需進行噴丸強化的部位；

步驟2、對于需進行噴丸強化的部位，結合應力計算結果與該部位結構特征、工藝能力提出該部位表面粗糙度要求；

步驟3、設計各部位模擬件，在溫度相同的情況下，保證模擬件加載后主應力梯度與輪盤工作狀態主應力梯度一致，同時模擬件粗糙度應與渦輪盤粗糙度相同；

步驟4、對同一部位模擬件，分別設置不同噴丸強度及噴丸覆蓋率的噴丸處理，并進行分組，每組應不少于三個子樣，完成后分組進行疲勞試驗，分別記錄疲勞壽命；

步驟5、根據試驗結果，結合渦輪盤使用工況及工藝能力，確定渦輪盤結構特征部位表面完整性要求，包括粗糙度、噴丸強度及噴丸覆蓋率；

所述噴丸覆蓋率為50％-300％；與實際工藝覆蓋率相符，能保證輪盤各部位強化時順利實施。

所述噴丸強度為0.24-0.45N。

所述主應力梯度一致應保證在三維尺度內最大主應力梯度一致。