航天发动机涡轮叶片失效分析
机械工程中涡轮疲劳失效分析
机械工程中涡轮疲劳失效分析涡轮疲劳失效是机械工程领域中一个重要且复杂的问题。
涡轮机械的工作环境通常非常恶劣，经常承受高温、高压、高速等极端条件，这会导致涡轮部件存在较高的疲劳失效风险。
本文将从涡轮疲劳失效的原因、评估方法以及预防措施三个方面来探讨这一问题。
一、涡轮疲劳失效的原因涡轮疲劳失效的原因主要有材料疲劳强度不足、工作环境引起的应力变化、温度梯度等因素。
首先，材料疲劳强度不足是导致涡轮疲劳失效的重要原因之一。
一般来说，涡轮的工作温度、应力都处于较高水平，对材料的强度要求较高。
如果材料的强度不够，会导致在长时间工作后出现裂纹，并最终导致失效。
其次，工作环境引起的应力变化也是导致涡轮疲劳失效的原因之一。
涡轮机械在运行过程中，由于涡轮叶片的运动和工作介质的影响，会产生应力的变化。
频繁的应力变化会使材料产生循环应力，容易导致疲劳失效。
最后，温度梯度也是涡轮疲劳失效的一个重要因素。
涡轮机械在工作状态下，由于各个部件暴露在不同温度环境中，会导致涡轮内部产生温度梯度。
这种温度梯度会导致涡轮出现热应力，加剧了疲劳失效的风险。
二、涡轮疲劳失效的评估方法由于涡轮疲劳失效的风险较大，为了保证涡轮机械的工作安全可靠，需要进行疲劳失效的评估。
涡轮疲劳失效的评估方法通常包括实验方法和数值仿真方法。
实验方法主要是通过构建涡轮工作环境下的试验台架，对涡轮进行振动和载荷试验，以模拟实际工作环境下的应力变化。
通过观察涡轮的破坏情况和分析试验数据，可以评估涡轮的疲劳失效情况。
数值仿真方法主要是基于有限元分析原理，对涡轮进行数值计算和模拟。
通过模拟涡轮在工作环境下的应力场分布、变形情况，可以得到涡轮的应力历程，进而评估涡轮的疲劳寿命。
三、涡轮疲劳失效的预防措施为了防止涡轮疲劳失效，需要采取一系列的预防措施。
其中包括选择合适的材料、合理设计涡轮结构、优化涡轮表面处理等。
首先，选择合适的材料非常重要。
涡轮机械工作环境通常温度高、应力大，需要选择高强度、高温抗氧化的材料。
航空发动机叶片的疲劳失效分析
航空发动机叶片的疲劳失效分析航空发动机作为现代飞机的关键组件之一，承载着巨大的压力和责任。
而发动机叶片作为发动机中重要的部件之一，经常处于高温高压的工作环境下，其安全性和可靠性显得尤为重要。
因此，对航空发动机叶片的疲劳失效进行深入的分析成为了研究的热点之一。
一、疲劳失效的原因航空发动机叶片的疲劳失效是由于长期的循环载荷引起的。
在正常运行过程中，航空发动机叶片会受到机械载荷和热载荷的作用，尤其是在起飞和降落等特殊的工况下，叶片的负荷会更加复杂和严峻。
同时，叶片的材料性能和工艺质量也会对其疲劳寿命产生直接影响。
二、疲劳寿命的评估航空发动机叶片的疲劳寿命评估是非常复杂且具有挑战性的。
一般来说，疲劳寿命的评估可以通过实验和数值模拟两种方法进行。
实验方法通过对叶片进行循环载荷试验，观察其疲劳裂纹的扩展情况，来评估叶片的疲劳寿命。
数值模拟方法则利用有限元分析等数学模型对叶片进行虚拟载荷试验，通过计算得出其寿命。
三、疲劳裂纹的检测疲劳裂纹是航空发动机叶片疲劳失效的主要形式之一。
因此，准确地检测和定位叶片上的疲劳裂纹对于确保发动机的安全运行至关重要。
近年来，非破坏性检测技术在航空领域得到了广泛应用，比如超声波检测、红外热像检测等技术，可以实时、准确地发现和监测叶片上的疲劳裂纹。
四、疲劳失效的防护措施为了降低航空发动机叶片的疲劳失效风险，航空企业采取了一系列的防护措施。
首先是优化叶片的设计，改进几何形状和结构特性，使之在工作状态下能够承受更大的负荷和温度。
其次是优化叶片的材料和工艺，选择高强度、耐疲劳的材料，并通过精密的工艺控制，提高叶片的质量和一致性。
最后是加强叶片的监测和维护，定期进行全面的检测，及时修复和更换受损的叶片。
五、未来的发展方向随着航空工业的不断发展，航空发动机叶片的疲劳失效分析也在不断更新和完善。
目前，随着新材料和先进制造技术的应用，疲劳寿命的提升成为了研究的重点。
同时，数据分析和人工智能等技术的进步，也为叶片疲劳失效的监测和预测提供了新的思路。
航空发动机涡轮故障分析及维修方案设计
航空发动机涡轮故障分析及维修方案设计摘要：本文是对航空发动机涡轮故障分析及维修方案设计的研究。
对航空发动机涡轮故障进行研究工作，需要对涡轮的结构组成和工作原理以及故障模式有一个清晰的了解，并对故障模式给出预防措施，用可靠性分析法制定维修方案。
本文首先对飞机涡轮发动机的重要性进行阐述。
然后对目前国内外涡轮发动机的研究现状作出总结。
发现各个国家在涡轮发动机方面的研究水平差距很大，我国在涡轮发动机研究上落后较大。
了解涡轮内部系统的工作原理。
在飞机正常的运行过程中对涡轮应注重维护和保养以及定期检修。
关键词：涡轮发动机，可靠性分析法，故障机理分析，维修方案一、引言航空发动机是一种极其复杂和严密的热力机械。
作为飞机的心脏，它不仅是飞机飞行的动力，也是推动航空工业发展的重要动力[1]。
人类航空史上的每一次重大变革都离不开航空发动机技术。
空气发动机主要分为三种类型，分别是活塞型，燃气轮机型和喷射型，并且这三种类型的空气机的特性和用途也有所不同[2][3]。
目前使用最广泛的是燃气轮机气动发动机。
燃气轮机是航空燃气涡轮发动机的重要部件之一，因为它安装在燃烧室后面，并且是在高温气体的影响下旋转并工作的部件。
航空燃气轮机具有高功率，高气体温度，高速度和重载的特点。
现代高驱动涡轮发动机的涡轮输出功率为100MW或更高，涡轮叶片发出的平均功率为200KW。
为了在小型轻量化的情况下提高航空燃气涡轮发动机的性能，主要措施之一是采用高温燃气。
涡轮机部件是空气发动机的三个高压部件之一。
普通民用发动机的工作叶片相当于一级方程式赛车或三辆家用汽车的动力输出。
同时，涡轮叶片能抗的住比其材料熔点还高七百度的温度，以及大约1千千克的离心拉伸应力。
高温和压力是涡轮机作业的真实的描述。
涡轮机部件所面临的第一道屏障就是高温，其工作氛围温度往往为一、两千多度；涡轮叶片由原先的不具备冷却功能结构的实心叶片，到现在可以在一个微小叶片上打数以千百计的冷气通道孔的新型超强冷却叶片，由此可以看出其很难构建和制作。
航空发动机涡轮叶片损伤分析与优化
航空发动机涡轮叶片损伤分析与优化航空发动机是飞机最基本的动力设备，而涡轮叶片则是发动机的关键部件之一。
它们负责将高温高压的气体转化为动力，为飞机提供推力。
但由于受到高温高压的磨损、疲劳等因素的影响，涡轮叶片容易出现损伤和磨损，降低了发动机的性能和寿命，甚至可能导致事故的发生。
因此，航空发动机涡轮叶片的损伤分析与优化是极为重要的。
一、涡轮叶片损伤形式涡轮叶片主要有以下几种损伤形式：1. 疲劳裂纹：叶片由于在高温高压环境中不断的膨胀和收缩，会导致疲劳裂纹的产生，长时间的使用容易形成大面积的疲劳损伤，严重影响发动机的性能和安全。
2. 磨损：叶轮进行高速旋转时，空气颗粒与叶片的碰撞和磨擦会导致叶片表面的磨损，造成叶片表面清平不良，影响涡轮叶片的气动性能。
磨损导致的叶片几何变形还会影响整个涡轮机的性能。
3. 烧蚀：热腐蚀主要是由于冷却不良引起的。
由于设计和加工因素影响，涡轮叶片冷却过程不良会导致结构内部高温区域产生严重的氧化和腐蚀现象，使叶片的热稳定性和寿命受到影响。
4. 叶片断裂：涡轮叶片由于在高速旋转过程中受到高温高压气流的冲击、振动和疲劳，易发生断裂，出现这种情况，需要及时更换叶片，否则可能导致严重的事故发生。
二、损伤分析针对涡轮叶片存在的各种损伤形式，需要对其进行详尽的分析和评估，以便找出问题的瓶颈并做出相应的建议，为涡轮叶片的使用和保养提供参考。
1. 损伤分析方法涡轮叶片的损伤分析方法主要有以下几种：①直接观察：利用肉眼和显微镜对涡轮叶片进行观察，得到表面和内部的损伤情况。
②无损检测：采用无损检测技术对涡轮叶片进行检测，如超声波、X射线、光学等方法，可检测出叶片内部的裂纹、缺陷等问题。
③仿真分析：利用计算机辅助工程软件对涡轮叶片进行流场仿真，可以模拟出各种工况下的应力分布和变形情况，得到叶片的结构强度和性能等参数。
2. 损伤评估标准对于涡轮叶片的损伤评估，一般需要参考以下标准：①疲劳裂纹的长度和分布情况。
航空发动机涡轮叶片损失机理与优化设计研究
航空发动机涡轮叶片损失机理与优化设计研究摘要：航空发动机涡轮叶片的损失问题一直是航空工程研究中的热点问题之一。
在本文中，我们将探讨航空发动机涡轮叶片损失的机理以及相关的优化设计方法。
首先，我们将介绍涡轮叶片的工作原理，深入分析叶片损失的来源和主要影响因素。
随后，我们将讨论目前常见的优化设计方法，包括叶片型状、材料选择和冷却技术等。
最后，我们将总结当前研究的不足之处，并提出未来的研究方向。
1. 引言航空发动机涡轮叶片是发动机中关键的部件之一，它负责将高温高压气体的动能转化为机械能，推动气压轮和涡轮，并进一步驱动其他部件工作。
然而，涡轮叶片在工作中常常会受到高温、高压、高速和复杂的流动环境的影响，导致能量损失和材料失效。
因此，研究涡轮叶片的损失机理和优化设计方法对于提高发动机性能和可靠性具有重要意义。
2. 涡轮叶片的工作原理涡轮叶片通过在高速气体流动中工作来转化气体动能。
在气体通过叶片时，会产生压力和速度的变化。
叶片在不同的工作条件下面临着多种损失机制，其中包括摩擦损失、迎角损失、转动损失和尖速损失等。
3. 叶片损失的来源和影响因素叶片损失的来源和影响因素非常多，主要包括叶片型状、叶片表面粗糙度、材料特性、叶片尺寸和气流条件等。
改善涡轮叶片性能的关键是降低这些损失源，以提高能量转化效率和发动机的整体性能。
4. 优化设计方法4.1 叶片型状优化叶片型状是涡轮叶片性能的关键因素之一。
通过优化叶片的几何形状，可以降低损失源和阻力，提高叶片的气动效率。
常见的方法包括改变叶片的翼型、叶片进出气口的形状以及叶片的流向角等。
4.2 材料选择和涂层技术材料选择和涂层技术可以改善叶片的耐高温性能和减小摩擦损失。
选用高温合金材料和陶瓷涂层可以提高叶片的热稳定性和抗腐蚀性能，从而延长叶片的使用寿命。
4.3 叶片冷却技术叶片冷却技术是涡轮叶片设计中的关键环节。
通过利用冷气或传热介质对叶片进行冷却，可以降低叶片温度，减缓材料疲劳和损伤，提高叶片的受热极限，从而提高叶片的工作性能和可靠性。
航空发动机涡轮叶片失效机理及寿命预测方法研究
航空发动机涡轮叶片失效机理及寿命预测方法研究航空发动机的涡轮叶片是发动机中最关键的部件之一，其失效会对飞机的安全和运行造成极大影响，因此对其机理和寿命预测方法的研究备受关注。
本文将介绍航空发动机涡轮叶片的失效机理和常见的寿命预测方法。
一、涡轮叶片的失效机理航空涡轮叶片的失效主要包括以下三种类型：疲劳失效、热疲劳失效和腐蚀失效。
1.疲劳失效涡轮叶片在高速转动下，受到来自气流和高温高压气体的冲击和剪切作用，同时由于叶片受到往返和扭转径向载荷的交替作用，因此容易发生疲劳失效。
该失效类型的表现为叶片出现微裂纹，随着工作时间的推移，裂纹逐渐扩展，最终导致叶片断裂。
2.热疲劳失效涡轮叶片在高温环境下长时间运转，受到高温气体的冲击和热膨胀作用，导致叶片出现变形、裂纹等热疲劳失效。
该失效类型的表现为叶片出现裂纹和变形，直至叶片失效。
3.腐蚀失效涡轮叶片长期处于高温高压的气体环境中，易受到氧化、硫化等氧化失效和盐雾腐蚀等腐蚀失效的影响。
该失效类型的表现为叶片表面出现腐蚀、锈蚀，严重时会导致叶片断裂。
二、涡轮叶片的寿命预测方法根据涡轮叶片失效机理的不同，涡轮叶片的寿命预测方法也有所不同。
常用的预测方法主要包括以下几种：1.基于金相显微组织的寿命预测方法该方法根据材料的组织和疲劳裂纹扩展规律，通过金相显微组织的形态、尺寸、密度等参数来预测涡轮叶片的剩余寿命。
该方法适用范围广，可以用于预测各种类型的涡轮叶片失效机理。
2.基于损伤累积理论的寿命预测方法该方法将涡轮叶片的疲劳损伤、热膨胀损伤、腐蚀损伤等损伤组合起来进行分析计算，得出涡轮叶片的总损伤值。
通过对总损伤值进行监控和计算，可以预测涡轮叶片的寿命。
3.基于有限元分析的寿命预测方法该方法利用有限元分析技术对涡轮叶片的疲劳、热膨胀、腐蚀等失效机理进行数值模拟，在计算出叶片的应力、变形、温度等参数之后，通过建立预测模型进行寿命预测。
该方法计算精度较高，适用于更为复杂的涡轮叶片失效机理。
航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术研究
航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术研究航空发动机是飞行器的重要组成部分，其性能直接影响飞行器的安全和使用效益。
涡轮叶片作为航空发动机中重要的部分，能够转换燃气能为动能和推进能，起到关键的作用。
然而，由于受到不断变化的高温、高压、高速等多种环境因素的影响，航空发动机涡轮叶片失效率逐年增加，给飞行器的安全带来威胁。
对于航空发动机涡轮叶片失效的分析与诊断技术研究，既是保证飞行器安全的必然要求，也是提高发动机可靠性和使用寿命的重要手段。
一、航空发动机涡轮叶片失效类型航空发动机涡轮叶片失效主要分为疲劳失效、腐蚀、磨损、脆性破裂和热疲劳等几种类型。
疲劳失效是航空发动机涡轮叶片最常见的失效类型，主要是因为叶片经过长时间的高速低周循环载荷作用后会出现很小的裂纹，随着时间的推移，裂纹逐渐扩大，最终导致断裂。
腐蚀和磨损是航空发动机涡轮叶片容易出现的化学腐蚀和机械磨损现象，对叶片材料的腐蚀和磨损也会导致其性能与寿命下降。
脆性破裂是指叶片在高温环境下易出现应力集中和高温膨胀变形，导致叶片断裂。
热疲劳则是叶片在高温下经历多次工作循环后出现变形和材料的微结构变化，最终导致其失效。
二、航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术是保证飞行器安全和提高发动机可靠性的重要手段，一般可分为两个步骤：失效分析和诊断技术。
失效分析是为了了解叶片失效原因和机制，可通过材料学分析、应力学分析和力学验证等方法进行。
对失效样本的微观及宏观结构特征的分析与表征是支撑失效分析的重要方法。
诊断技术是为了对航空发动机涡轮叶片的状态进行实时监测和无损检测，识别叶片的微裂纹、疲劳损伤、变形等异常状态，及时预警和预防叶片失效。
1、失效分析(1)材料学分析。
材料学分析是指对叶片材料及其热处理工艺进行分析，对样本进行化学成分分析、金相组织分析、晶体学分析等，主要是为了了解叶片材料的基本性能和材料处理过程中是否存在缺陷或过热过程等。
涡轮叶片常见故障分析与修理技术
涡轮叶片常见故障分析与修理技术【摘要】本论文主要阐述了WP-5发动机涡轮叶片的常见故障及其修理技术，并适当介绍其它发动机修理技术。
涡轮叶片是航空发动机的主要部件，它的使用环境苛刻，数量多，几何形状复杂，材料化学成分和组织状态要求严格。
因此，制造工序多，工艺复杂；在使用过程中出现的故障直接影响到发动机的使用寿命和飞行安全。
是航空发动机检查和维修的工作重点。
关键词：涡轮叶片，常见故障，修理技术，使用寿命，飞行安全Abstract: This paper mainly expounds the common fault of WP-5 turbine blades and repair technology, and appropriate to introduce other engine repair technology. Turbine blades are the main component of aviation engine, its use in harsh environment, quantity, complex geometry, material chemical composition and microstructure of strict. Therefore, manufacturing process, complex process; fault appearing in the use process directly affect the service life of the engine and flight safety. The aircraft engine is the focus of the work of inspection and repair. Key words:Turbine blade, common failure, repair technology, the service life, flight safet y目录1 XXXX.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
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航空发动机涡轮叶片失效分析涡轮叶片是航空发动机最主要的部件之一，高温1600-1800度长期工作、要承受300米/秒左右的风速、高负荷（根据作用力的大小确定）、结构复杂的典型热端机械构件，它的设计制造性能和可靠性直接关系到整台发动机的性能水平耐久性和寿命。
为了提高发动机的推重比，叶片设计时常采用比强度高的新材料；采用先进复杂的冷却结构及工艺；降低工作裕度等措施来实现。
因此，研究涡轮叶片失效分析对提高发动机工作安全及正确评估叶片的损伤形式和损伤程度有重要意义。
1.涡轮转子叶片结构特点现代航空发动机多处采用多级轴流式涡轮。
涡轮叶片具有气动力翼型型面，为了使燃气系统排出的燃气流竜在整个叶片长度上做等量得功，并保证燃气流以均匀的轴向速度进入排气系统从叶根到叶尖有一个扭角，叶尖处的扭角比叶根处要大。
涡轮转子叶片在涡轮盘上的固定方法十分重要，现代大多数燃气涡轮发动机转子都采用“枞树形”榫齿。
这种榫齿精确加工和设计，以保证所有榫齿都能按比例承受载荷。
当涡轮静止时，叶片在榫槽内有一定的切向活动量；而当涡轮转动时，离心力将叶根拉紧在盘上。
涡轮叶片材料是保证涡轮性能和可靠性的基础，涡轮叶片早期是用变形高温合金，采用锻造的方法制造。
由于发动机设计与精铸技术的发展，发动机涡轮叶片从变形合金发展为铸造合金从实心发展为空心，从多晶发展为单晶，从而大大提高了叶片的耐热性能。
由于镍基单晶超合金具有卓越的高温蠕变性能已成为制造航空发动机热端部件的重要材料。
涡轮叶片的工作条件和受力分析2.叶片的工作条件涡轮叶片时直接利用高温高速燃气做功的关键部件，温度高负荷大应力状态复杂工作环境非常恶劣。
涡轮叶片在高温燃气的工作条件下，高温氧化和燃气腐蚀则是其主要的表面损伤形式。
氧和硫是影响镍基合金高温合金氧化抗力最有害的两种元素。
氧化晶界扩散与晶界上的Cr。
Al..。
和Ti等元素发生化学反应形成氧化物，然后氧化物开裂，使疲劳裂纹萌生与扩展。
硫以引起晶界脆化的方式加速疲劳裂纹的萌生与扩展。
涡轮转子叶片在工作中一直处于高温工作状态，因此热疲劳和高温蠕变性能也是涡轮转子叶片的重要失效抗力指标。
涡轮转子叶片主要是共振，在一般情况下很少出现颤振。
3.涡轮转子叶片受力分析发动机在工作时，作用在涡轮转子叶片上的力主要有以下几种：叶片自身质量产生的离心力；作用在叶片上的弯曲应力；热应力；振动应力。
3.1叶片自身质量产生的离心力涡轮叶片任一垂直于叶片轴线横截面上的离心拉应力，等于该截面上的离心力沿叶片轴线方向的分量与截面面积之比。
常用数值积分法求不同截面上的离心拉伸应力，将叶片分成n段，从叶尖到叶根有0，1，2，……，n，共n+1个截面，该叶片第i个截面面积为Ai则该截面上的离心拉伸应力为（3-1）叶片分段愈小，计算结果就越精确。
离心拉伸应力在叶尖截面处为零。
向叶根方向逐渐增大，根部截面的离心拉伸应力最大。
3.2作用在叶片上的弯曲应力燃气驱动涡轮转子叶片，有很大的横向其体力作用在叶片上，从而产生弯曲应力，还会引起扭转应力。
若转子叶片各截面重心的连线不与z轴重合，则叶片旋转时产生的离心力还将引起离心力弯矩。
作用在转子叶片某一截面上的总弯矩应等于作用在该截面上的气体力弯矩和离心力弯矩的代数和3.3热应力对于涡轮叶片转子，不仅工作温度高，而且叶型厚度变化大。
在燃气的冲击下，会产生很大的热应力。
此外。
发动机工作状态的变化，使叶片的温度也随之变化，尤其在启动停车时温度变化更为剧烈。
在发动机使用过程中，每启动和停车一次，涡轮叶片上就会出现一次交变的热应力。
一般可用下列公式进行简单的计算(3-3)式中——零件指定部位热应力;E——材料的弹性模量；——材料的热膨胀系数；——受热部件指定部位的温度变化梯度。
热应力对涡轮转子叶片强度的影响是不可忽视的。
一方面材料的力学性能随温度升高而降低，另一方面叶片上的某些部位总应力将增大，这就使叶片的安全裕度明显下降。
为了提高涡轮叶片的安全裕度应采取措施减小热应力，其中包括：1。
在满足气动性能的前提下，尽量减小叶片的厚度差，特别是排气边缘不可过薄。
有时可将叶片设计成空心的，以使壁厚尽可能均匀。
2。
采取适当的冷却方法，使叶片的温度下降，温差减小，以降低热应力。
3。
选用导热性能好的叶片材料，使叶片上的温度分布尽快趋向均匀，以减少热应力。
3.4振动应力由于气流的扰动等原因会激起叶片振动，使叶片产生交变的弯曲应力和扭转应力。
大量失效分析结果表明，涡轮叶片的断裂失效，大多数是由于在离心应力的基础上叠加了振动应力所致。
下一部分将单独讨论。
4.转子叶片的振动类型及其特征转子叶片在工作状态下要承受大的离心应力载荷，如果再叠加上非正常工作情况下引起的振动交变载荷则极有可能导致叶片早起疲劳断裂失效。
大部分转子叶片的疲劳断裂失效均与各种类型的振动有关。
4.1转子叶片的震动分类与基本振型涡轮叶片在实际工作中出现振动，按振动的表现形式分，主要有强迫振动、颤振、旋转失速和随机振动四种；按照叶片振动里的来源分，有强迫振动和自激振动；按作用在叶片上的应力分有振动弯曲应力和扭转应力。
对于实际叶片振动分析，主要是自振频率、振型、振动应力和激振力的来源四个因素。
在一般清快下，频率越高，振幅越小，危险性也就越小，大幅低频振动最为危险。
振型是指叶片以某阶自振频率振动时，叶片各部分的相对振动关系。
典型的振型有一弯、二弯、三弯和一扭、二扭等。
对于涡轮转子来说，主要是一弯和一扭振型。
4.1.1尾流激振在发动机环形气流通道中存在障碍物，当叶片转子经过这些障碍物时，叶片所受的气动力将有所改变，会引起激振力。
火焰筒出口流场分布是不均匀的，对于涡轮转子会产生类似于均布障碍物的影响也会引起激振力。
4.1.2颤振颤振属于自激振动，叶片的振型与频率都与尾流激振大致相同，它与强迫振动不同之处在于它不伴有任何带频率的激振力。
颤振的频率基本上由叶片本身的几何尺寸和材料性质所决定，因而称为“自激振动”。
颤振有亚音速失速、亚音速非失速、超音速失速、超音速非失速及堵塞颤振等。
叶片自激振动时必然要从气流中吸取能量，以补偿震动的阻尼场。
发生颤振的必要条件是气流攻角大于临界攻角，叶背气流分离引起升力变化，导致颤振。
颤振多发生在压气机转子叶片，而涡轮转子叶片很少见到颤振。
颤振的危害性很大，可在极短时间内使叶片发生断裂失效，而且往往使一个扇形面内的多个叶片断裂。
4.1.3随机振动随机振动在各个频率下都有激振力，这些激振力作用在叶片上，会引起叶片普遍的强迫振动，而在某几个频率下引起共振，这几个频率就是叶片的自振频率。
随机振动的激振源是强大的噪声，故又将此引起的叶片疲劳成为噪声疲劳，噪声源是叶片对气流的干扰和气流燃烧。
噪声越大，激振力越强，叶片受损可能性越大。
5.叶片的失效模式分析叶片产生失效的主要原因，归纳起来主要包括：热疲劳在内的低循环疲劳。
振动引起的高循环疲劳，高温长时间载荷作用下的蠕变变形和蠕变应力断裂，高温燃气冲刷腐蚀和氧化、以及外物损伤等。
转子叶片的失效模式随工作条件的不同而有所不同，主要是外物损伤、变形伸长和断裂三种失效形式。
叶片的外物损伤失效主要表现为凹坑、掉块、表层剥落、弯曲变形、裂纹和折断等。
其中凹坑、裂纹等损伤往往会成为腐蚀和疲劳断裂的初因。
转子叶片变形伸长失效的直接后果是叶身与机匣相磨，降低发动机的使用可靠性。
其主要原因有：材料选用不当或热处理工艺不当使叶片的屈服强度偏低；叶片工作温度过高，是叶片强度降低；或者发动机超转，造成离心力过高。
叶片变形失效在实际使用中出现的概率较低。
判断叶片是否发生变形伸长的主要依据是检查机匣有无磨损的痕迹或检查叶片是否由于使用温度过高而发生蠕变。
转子叶片出现断裂失效的概率最高，其危害性也最大，往往是一个叶片折断而打坏其他叶片，乃至使整台发动机无法工作而危及飞行安全。
除因外物撞击造成叶片瞬时过载断裂外，绝大多数是由于各种原因引起的不同类型的疲劳断裂失效。
叶片疲劳断裂失效主要是因为离心力叠加弯曲应力引起的疲劳断裂、由振动环境引起的颤振，扭转共振、弯曲振动疲劳断裂以及由环境介质以及接触状态引起的高温疲劳、微动疲劳和腐蚀损伤导致的疲劳断裂。
但由于叶片工作环境的复杂性，叶片实际的疲劳断裂往往并非上述某一模式。
而是多种情况的叠加。
5.1叶片的低周疲劳断裂失效转子叶片在实际运行过程中，一般情况下不容易出现低周疲劳断裂失效，但在以下三种情况下，会出现低周疲劳断裂失效：1.叶片危险截面上所受的正常工作应力虽低于材料的屈服强度，但当危险截面附近存在范围较大的严重区域性缺陷。
在该区域中的缺陷使附近的较大区域内的盈利超过材料的屈服强度而产生大范围的塑性变形，在此情况下叶片会出现低周疲劳断裂失效。
2.由于设计考虑不周是叶片危险截面上局部区域的工作应力接近或超过材料的屈服强度，且危险截面处存在不必要的缺陷，则叶片会提前出现低周疲劳断裂失效。
3.当转子叶片出现如颤振、共振、超温等非正常情况，叶片的危险截面上的整体应力水平该于材料的屈服强度，叶片也会出现低周疲劳断裂失效。
低周疲劳断裂失效大都与设计因素有关，大多出现在叶片根部附近，典型的叶片低周疲劳断口上一般不存在明显的疲劳弧线。
5.2叶片扭转共振疲劳断裂失效叶片扭转共振疲劳断裂失效一般为高周疲劳断裂失效。
具有如下典型特征：1.发生在扭转共振节线上的掉角；2.叶片疲劳断口上存在的疲劳弧线清晰可见，但疲劳线条非常细密。
3.断裂一般始于叶背，向叶盆扩散，疲劳区占据大部分断裂面面积。
4.叶片的断裂均起源于电腐蚀坑或外物打伤处。
叶片扭转共振疲劳断裂有两个重要因素，一是出现扭转共振，而是叶片表面普遍存在的点腐蚀或遭受到外物打击。
5.3叶片的弯曲振动疲劳断裂失效弯曲振动疲劳断裂失效也是叶片常见的断裂失效，且通常为高频失效，其断裂循环周次（N），对于涡轮叶片一般N在105~106之间。
叶片的疲劳断裂位置与弯曲振动振型密切相关。
在弯曲振动引起的疲劳断裂失效中，一弯振型最为常见，且危害性大。
这是因为一弯振动出现在叶片根部，振动应力值最高，离心力也大。
当叶片出现一阶弯曲共振时，由于弯曲振动应力的作用，叶片有可能出现断裂疲劳失效。
为防止叶片在叶身处出现疲劳断裂失效的最有效方法就是避免叶片出现一弯共振，即控制叶片的静频，同时可以考虑增加叶片的振动阻尼，有效地抑制叶片的震动。
另外，可以从控制冶金材质、表面、加工工艺等方面采取措施，以提高叶片的疲劳抗力。
5.4转子叶片的高温疲劳与热损伤疲劳断裂失效涡轮转子叶片是在高温环境下工作，承受温度交变和应力交变作用，因而有可能出现蠕变损伤和疲劳损伤。
工程上将因蠕变与疲劳发生作用而导致的断裂失效称为高温疲劳断裂失效。
转子叶片出现断裂失效必须同时具备以下三个条件时，才可以判断为高温疲劳断裂失效：（1）叶片疲劳断口的源区呈沿晶断裂特征；（2）叶片断裂处的温度超过材料的临界蠕变温度；（3）叶片疲劳断裂处只承受呈方波形状的离心拉伸应力，其手里水平超过临界值，即超过材料在该温度下的蠕变极限或疲劳极限。