涡轮叶片常见故障维修毕业设计(论文)
西安航空职业技术学院
毕 业 设 计（论 文）
论文题目： 涡轮叶片常见故障维修
所属系部： 航空维修工程系
指导老师： 职 称： 高级工程师
学生姓名： 班级、学号:
专 业： 航空机电设备维修
西安航空职业技术学院制
2012年11月20日
西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
题目：航空发动机涡轮叶片故障分析及修理
任务与要求：
论述航空发动机涡轮叶片的功用、组成及工作；重点分析涡轮叶片常见故障分析及修理方法
时间： 2012 年09月 21 日 至2012 年 11月 19 日 共 8 周
所属系部： 航空维修工程系
学生姓名： 学 号：
专业： 航空机电设备维修专业
指导单位或教研室： 航空机电设备维修教研室
指导教师： 职 称：
西安航空职业技术学院制
2012年 9 月 28 日
毕业设计(论文)进度计划表
日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师
签 字
2012年9月21日至9月23日 学生和指导教师联系，明确毕业设计要求
2012年9月24日至10月8日 1 收集资料，阅读文献
2． 完成毕业设计开题报告
2012年10月9日至10月22日 学生继续阅读文献，收集毕业论文资料并把收集到的有用资料电子化
2012年10月23日至11月5日 完成毕业论文初稿
2012年11月6日至11月19日 1. 学生完成毕业论文正式稿
2. 提交装订好的毕业设计论文打印稿
2012年11月20日后 准备毕业答辩
教师对进度计划实施情况总评
签名
年 月 日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文
1
涡轮叶片常见故障维修
【摘要】
本文主要阐述了航空发动机涡轮叶片的结构、功用、组成及工作特点；其次论述了叶片的检查程序和方法；重点叙述了涡轮叶片常见故障分析及修理方法,如裂纹、表面缺陷，叶身细颈和过热（烧伤）等常见的故障及其产生的原因；最后详细说明了各种故障的修理技术及工艺参数；同时还简要阐述国外先进的修理技术。通过对涡轮叶片各种叶片结构，生产方式，类型以及发展趋势进行故障分析与维护，文章中结合了一些故障检查方法的应用，来进行具体分析与维护。
关键词：航空发动机、涡轮叶片、故障分析、修理技术
Abstract
This paper mainly expounds the aeroengine turbine blade structure
characteristics, Secondly discusses the blade inspection procedures
and
methods; The description is emphasized on crack, surface defect, leaf
area
fine neck and superheat degree and common fault and its reasons;
Finally
a detailed description of all kinds of fault repair technology and
process
parameters, Also this paper briefly describes the foreign advanced
repair
technology. Through the turbine blade all kinds of blade structure,
mode
of production, types and development trend for failure analysis and
maintenance, the article combines some fault inspection application, to
carry out specific analysis and maintenance.
Key words：
Aircraft engine, turbine blade, fault analysis, repair
technology
西安航空职业技术学院 毕业设计论文
2
目录
【摘要】 .......................................................... 1
1. 航空发动机涡轮叶片的结构特点 ................................... 4
1.1 叶片的形状和功用 ............................................ 4
1.1.1转子叶片 ............................................. 4
1.1.2静子叶片 ............................................. 4
2. 航空发动机涡轮叶片的的工作特点 ................................. 5
3. 涡轮叶片的常见故障分析 ......................................... 5
3.1 叶片自身质量产生的离心力 .................................... 6
3.2 作用在叶片上的弯曲应力 ...................................... 6
3.3 振动应力 .................................................... 6
3.4 热冲击 ...................................................... 7
3.5 转子叶片的震动分类与基本振型 ................................ 7
3.5.1 尾流激振............................................... 7
3.5.2 颤振................................................... 7
3.5.3 随机振动............................................... 8
4. 涡轮叶片失效的诊断技术 ......................................... 8
4.1 叶片的失效模式 .............................................. 8
4.2 叶片的低周疲劳断裂失效 ...................................... 9
4.3 叶片扭转共振疲劳断裂失效 .................................... 9
4.4 叶片的弯曲振动疲劳断裂失效 .................................. 9
4.5 转子叶片的高温疲劳与热损伤疲劳断裂失效 ..................... 10
4.6 转子叶片微动疲劳断裂失效 ................................... 10
4.7 叶片腐蚀损伤疲劳断裂失效 ................................... 11
5. 涡轮叶片的检测技术 ............................................ 12
5.1 机上孔探检测 ............................................... 12
5.2 修理车间检测前的预清洗处理 ................................. 12
5.3 叶片完整性检测 ............................................. 12
6. 提高涡轮叶片强度的几种措施 .................................... 13
6.1 合理选材 ................................................... 13
6.1.1 改进工艺.............................................. 13
6.1.2 表面强化.............................................. 14
6.1.3 表面防护.............................................. 14
6.1.4 合理维护和使用........................................ 14
7. 涡轮叶片的叶片的故障修理 ...................................... 14
7.1 转子叶片故障修理 ........................................... 14
7.2 导向叶片故障修理 ........................................... 16
7.3 预防性修理 ................................................. 18
发动机高压涡轮失效
西安航空职业技术学院
毕 业 设 计（论 文）
论文题目： 发动机高压涡轮失效分析
所属系部： 航空维修工程系
指导教师： 职 称：
学生姓名： 学 号:
专 业： 航空机电设备维修
西安航空职业技术学院制
西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
题目： 发动机高压涡轮失效分析
任务与要求：
充分了解发动机高压涡轮的主要结构、工作机理和工作对高压涡轮叶片和轮盘的常见失效形式进行了详细的分析和总结，并对有可能引起这些损伤的原因做出了定性分析。
时间：2012年 10月20日 至2012 年 11月 30 日 共 8周
所属系部： 航空维修工程系
学生姓名： 学 号：
专业： 航空机电设备维修
指导单位或教研室： 西安航空职业技术学院
指导教师： 职 称：
西安航空职业技术学院制
毕业设计(论文)进度计划表
日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师
签 字
确定论文题目，中心内容，列出论文大纲
根据论文题目，内容计划搜集相关材料
结合论文内容，执行大纲，筛选论文材料
根据内容，材料进行分析，研究
根据分析，研究结果与组员或指导教师讨论
4.16-4.23 编写论文初稿
根据论文相关格式和指导教师指导修改论文 教师对进度计划实施情况总评
签名
年 月 日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
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分析
航空发动机涡轮叶片失效分析
随着航空业的快速发展，航空发动机的可靠性成为了飞行安全的重要保障。而发动机中的涡轮叶片作为发动机的核心部件，其失效对飞行安全的影响也极为重要。因此，航空发动机涡轮叶片失效分析研究变得越来越重要。本文将从涡轮叶片失效的原因、失效的类型、失效分析方法等方面进行探讨。
一、涡轮叶片失效的原因
首先，涡轮叶片失效的原因非常多，常见的原因包括疲劳、腐蚀、应力集中、烧蚀、过渡材料等多方面原因。
众所周知，涡轮叶片是在高温、高压、高速等恶劣条件下工作的，其疲劳失效的主要原因是由于长期高强度工作导致金属疲劳。同时，由于涡轮叶片表面处于高温状态下，受到各种硫化物等化学物质的腐蚀，导致涡轮叶片的腐蚀失效。
另外，由于涡轮叶片制造和加工工艺的影响，涡轮叶片表面存在应力集中现象，使得涡轮叶片更容易发生断裂破裂等失效现象。涡轮叶片表面还存在着烧蚀、过渡材料等问题，也会影响涡轮叶片的使用寿命和可靠性。
二、涡轮叶片失效的类型
涡轮叶片失效的类型有很多种，主要包括疲劳断裂、腐蚀失效、应力集中、高温烧蚀、过渡材料损伤等。其中，疲劳破坏是涡轮叶片失效中最常见的一种。
疲劳断裂是因为涡轮叶片长期受到交变载荷（如转子的旋转等）而导致的，最终导致涡轮叶片罩环、卡环、飞行轮、导叶等的疲劳裂纹扩展，直至最终断裂。而腐蚀失效则是因为涡轮叶片受到长期腐蚀作用，使得涡轮叶片表面细小的腐蚀坑加速扩大，并逐渐腐蚀掉整个涡轮叶片的表面；应力集中失效则是由于涡轮叶片表面存在应力集中点并受到高负载作用，引起了叶片的断裂。 另外，高温烧蚀也是涡轮叶片失效的一种重要因素。高温下，涡轮叶片表面受到了在空气和燃料中形成的氧化物、硫化物等化学物质的侵蚀，导致叶片表面出现了凝结物和损伤，从而影响了其使用寿命和可靠性。最后，过渡材料损伤则是由于涡轮叶片表面的特殊设计和加工工艺，使得叶片表面存在许多一些陶瓷、化学材料等的设计，这些材料在运行中会因受到不同的力和工作环境产生损坏，并导致涡轮叶片失效。
航空发动机涡轮叶片修理技术
航空发动机涡轮叶片修理技术 文/2002-5-9
Repair Technologies for Blades of Aero-engine Turbine
◎孙护国 霍武军/海军航空工程学院青岛分院
介绍了涡轮叶片的清洗、无损检测、叶型完整性检测等预处理，以及包括表面损伤修理、叶顶修复、热静压、喷丸强化及涂层修复等在内的先进修理技术。
涡轮叶片的工作条件非常恶劣，因此，在性能先进的航空发动机上，涡轮叶片都采用了性能优异但价格十分昂贵的镍基和钴基高温合金材料以及复杂的制造工艺，例如，定向凝固叶片和单晶叶片。在维修车间采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复，延长其使用寿命，减少更换叶片，可获得可观的经济收益。为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性，涡轮叶片先进的修理技术日益受到发动机用户和修理单位的重视，并获得了广泛的应用。
修理前的处理与检测
涡轮叶片在实施修理工艺之前进行必要的预处理和检测，以清除其表面的附着杂质；对叶片损伤形式和损伤程度做出评估，从而确定叶片的可修理度和采用的修理技术手段。
1.清洗
由于涡轮叶片表面黏附有燃料燃烧后的沉积物以及涂层和(或)基体经过高温氧化腐蚀后所产生的热蚀层，一般统称为积炭。积炭致使涡轮效率下降，热蚀层会降低叶片的机械强度和叶片表面处理的工艺效果，同时积炭也掩盖了叶片表面的损伤，不便于检测。因此，叶片在进行检测和修理前，要清除积炭。
积炭质地坚硬，黏附力强，因此，清除积炭是一项较困难的工作。长期以来，各国的航空发动机维修基地都在致力研究高效和高可靠性的清洗液和清洗工艺，目前已取得相当的成果。西安航空发动机公司在从英国引进技术的基础上，研制出四种不同成分配方、不同清除功用的清洗液和分步的清洗工艺，在某型发动机上使用表明清洗效果良好。美国则推行无毒清洗技术，如用碱性清洗液和塑料丸取代氯氟烃溶剂；而一些航空公司已经采用在清理表面积附时间长、易于用水清洗不留残物的凝胶工艺(SPOPL)。SNECMA公司在20世纪80年代开发了氟化氢(HF)离子清理技术，后来被美国FAA及诸如GE公司等发动机制造商广泛应用，这种方法特别适用于进行叶片表面处理(如化学气相沉积)前的预先清理，而且不污染环境。
某型发动机涡轮导向叶片故障探讨
《装备制造技术》２００６年第３期 某型发动机涡轮导向叶片故障探讨 徐昌顺 （空军第一航空学院，河南信阳４６４０００） 摘要：针对某型发动机涡轮导向叶片故障作进行了详细的分析，并推测了产生的原因，并据此提出了改进的设 想和使用维护中应注意的问题。 ‘ 关键词：发动机涡轮；叶片；故障 中图分类号：Ｖ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２００６）０３—００９７一Ｏ２ 涡轮导向器是用来将燃气的热能转换为动能并使燃气 按一定方向流向涡轮叶片的，是涡轮最主要的组成部分。但 由于涡轮前燃气温度较高，涡轮导向叶片长期在高温下工 作，加上其他种种原因而产生裂纹、烧坏等故障，严重影响发 动机的使用寿命和飞行安全。涡轮导向叶片烧坏的故障，已 成为使用中出现的八大故障之一。自２００３年发现装在飞机上 的某型发动机有涡轮导向叶片故障以来，至今已有上百台发 动机导向叶片有变形故障。为此，设计部门对此进行了改进， 如一级涡轮导向叶片在叶盆后缘开有１６个冷却排气孔，提高 了涡轮导向叶片的工作强度，但由于两级导向叶片的材料都 未改变，而且二级导向叶片的结构也基本上不变，这样，导向 叶片烧坏的故障仍时有发生，有待作进一步探讨。 １故障概述 某型发动机的两级涡轮导向叶片均采用ｋ 铸造高温镍 基合金（溶化温度范围１２８５℃～１３３８℃，实用于制造９００℃～ ｌＯ１５℃工作范围的导向叶片），由于该型机的较原型机提高 以后，导向器的工作温度提高的幅度较大，而工厂对导向器 结构的改进和对冷却条件的改善都很有限，导向叶片的强度 较原型机减小。因此，导向叶片容易发生故障。 １．１一级导向叶片故障情况 （１）盆面下半部产生严重烧伤，即局部烧蚀、变形，出现 龟裂以至大裂纹。 （２）冷却排气孔边前缘部分出现裂纹。其中以６号孔裂纹 为较多，其次是１号孔、１５号孔。 （３）叶片盆堵盖鼓泡、脱焊出现裂纹。 １．２ 二级导向叶片故障情况 二级导向叶片故障主要是变形，大多数出现在５号叶片， 少量为１号叶片、３１号叶片。变形部位集中在Ⅳ截面附近，通 常在变形处产生拱曲，拱曲高度可达２ｍｍ￣５ｍｍ。拱曲从进 气边横向发展到排气边，变形严重的叶片在变形区进气边有 裂纹。在变形区的进气边无论是叶背还是叶盆，均可看到氧 化裂纹，从进气边到排气边氧化裂纹的条数逐渐减少。 从统计来看，某型发动机的导向叶片失效率相当高，有 的甚至危及飞行安全。为了减少导向叶片的烧坏故障，必须 调整燃烧室出口温度场，消除高温点。某厂为解决５号、３７号 叶片变形严重的问题，调整温度场的措施是将２号、７号燃油 喷嘴换为流量较小组别。然而由于火焰筒结构不变，一级导 向叶片烧伤引起的报废问题依然存在。所以，关于产生烧坏 的原因有待于作更进一步的探讨。 ２原因分析 为了科学地分析某型发动机涡轮导向叶片烧伤的原因， 我们同某型发动机制造公司一起，对某厂返回的发动机上有 可能造成导向叶片变形的零组件进行了测量和检查，并根据 有关资料，分析如下： ２．１对一级导向叶片的分析 （１）由于热应力过大，易造成叶片产生热疲劳，直至变形 龟裂，熔化失效。 （２）孔边前缘小，Ｒ又小，应力集中严重，孔边出现裂纹 后，会使热应力有所减小（应力释放），但震动会使裂纹扩展。 （３）叶片材质、工艺不符合技术要求，易使机械性能显著 下降，造成故障早期成批产生。 ２．２对于二级导向叶片的分析 （１）不均匀燃气条件下的涡轮盘强震动是由于燃烧室个 别喷嘴积炭，使喷嘴工作稳定性变差，涡轮前沿圆周方向与 径向的温度场发生变化，有可能使二级导向叶片烧化。 （２）２００点温度场的测量表明，温度场的不均匀和热点过 高是造成二级导向器１号、３１号叶片变形的重要原因。 （３）装配累积误差太大，也会影响１号、２号、９号、１Ｏ号 作者简介ｔ徐昌顺（１９６４一），男，江苏建湖人，空军第一航空学院讲师，研究方向，航空发动机结构。 收稿日期ｌ２００６—０７—０１
发动机压气机叶片故障分析与修理(航空机电设备维修)
1
【摘要】
本论文主要阐述了压气机叶片的故障分析。首先介绍了压气机叶片的分类及 其特点；其次对压气机叶片的故障模式做了说明； 最后举了例子(涡喷七发动机 压气机二级整流叶片裂纹故障、涡喷七发动机压气机二级叶片叶尖掉块故障)对 叶片的故障作了具体分析。
关键词：压气机叶片的分类、压气机叶片的故障模式、故障现象、故障原因、排 除方法等。
Abstract :the present paper mainly elaborated compressor blade ' s fault
analysis.first introduced compressor blade ' s classification and the
characteristic;next has given the explanation to compressor blade ' s
breakdow n pattern. fin ally enu merated the example (turbojet seve n
engine
air compressor two level of rectificati on leaf blade crack breakdow n,
turbojet seven engine air compressor two level of leaf blade apexes falls
block breakdown ) to makethe concrete analysis to leaf blade ' s
breakdown. Key words: compressor blade ' s classification, compressor
blade ' s
breakdow n patter n, breakdow n phe nomenon, breakdow n reas on elim in
风力发电机组叶片的故障分析及维护毕业设计
酒泉职业技术学院
毕业设计（论文）
10 ___ 级 风能与动力技术专业
s：风力发电机组叶片的故障分析及维护
学生姓名:
指导教师:
2012 年 H 月 20 R毕业时间: 二0 — 0年六月
班 级: 风能与动力技术（1）班 12
摘要
一、风机叶片简介
二、维护叶片的目的
三、叶片产生问题的原因及故障分析
（一）叶片产生问题的原因类型
（二）风机叶片的常见损坏类型及诊断方法
四、叶片的维护 13
总结 （一）叶片裂纹维护
（二）叶片砂眼形成与维护
（三）叶尖的维护
参考文献
致谢 13
13
13
14
14
15 12
风力发电机组叶片的故障分析及维护
扌商要：风机叶片是发电机组的动力源泉，是风电机组的关键部件之一，叶片状态 的好坏直接影响到整机的性能和发电效率，应该引起风电企业的高度重视。风机多是安 装在环境恶劣、海拔高、气候复杂的地区，而叶片乂恰恰是工作在高空、全天候条件下, 经常受到空气介质.大气射线、沙尘、雳电、暴雨、冰雪的侵袭，其故障率在整机中约 占三分之一以上。定期检査，早期发现，尽快采取措施，把问题解决在萌芽状态是避免 事故、减少风险、稳定电场收益的最有效方武。如果对问题的萌芽和苗头不重视，时间 越长，问题积累越多，后果就越严Mo ih于叶片的事故多发在盛风期，停机修复必将带
来很大的经济损失，如果是叶片彻底失效，不得不更换，造价昂贵的叶片，加上定货、 运输、安装、调试……，企业将面临发电损失、高额的叶片费用和维修费用。叶片的设 计寿命应该与主机一样至少工作20年，但是只有对叶片进行定期维护、维修，精心呵 护，才能保证叶片与风机的其他部件一样长期稳定的丄作，才能为电场安全运行提供有 力的保障。
关键词：叶片：故障分析：维护
一、风机叶片简介
风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，结构上分根部、外壳、龙骨三个 部分。类型多种，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。制造工艺主要包括阳模一翻 阴模f铺层f加热固化一脱模一打磨表面一喷漆等。设讣难点包括叶型的空气动力学设
某发动机高压涡轮工作叶片故障与典型修理技术
某发动机高压涡轮工作叶片故障与典型修理技术
某高压涡轮工作叶片采用与K413相当的ЖС-6У材料无余量精铸而成。为使叶片满足高温、高强度工作条件的使用要求，除在结构设计上采用复杂的空心气冷式换热结构和空-空换热器对冷却叶片的二股气流进行冷却，提高对叶片的冷却效果外，在修理过程中也制定了相当严格的技术要求，如多项试验检查要求和修理技术要求，以保证其各项技术指标及安全措施实施到位。
1 主要修理技术指标和试验检查要求
为保证燃烧室出口温度场符合设计要求，修理中要对每个燃烧室出口温度场进行测量；为保证高压涡轮工作叶片内部冷却气流通畅，在对叶片进行超声波清洗后，按标准对其进行X光检查内腔清洁度；为保证叶片内各腔冷却气流量符合设计要求，要对每个叶片进行水流量检测，检查叶片内各腔的流量和总流量；为保证叶片在损伤限度内工作，要检查并控制叶片叶尖裂纹长度、数量、间距；为控制叶片蠕变量，要对叶片伸长量进行测量检查；为保证叶片型面符合设计要求，对经表面抛修过的叶片壁厚进行测量检查；定时抽样解剖检查叶片材料组织，定期进行恢复性能热处理；定时更换叶片表面涂层修理，保证其在高温下的防护作用，有效地避免零件基材因高温氧化和热腐蚀作用而导致机械性能显著降低，从而达到延长使用寿命的目的。
由此可见，在修理过程中，需通过各种试验、测量检查和维修，保证叶片的状态和工作环境符合要求，才能确保叶片安全可靠地进行工作。
2 叶片主要技术指标和故障情况
对于高压涡轮工作叶片，在发动机修理中所发现的主要故障主要包括以下几方面。
（1）叶片叶尖裂纹。为保证在规定翻修寿命期内，叶片能够在允许的损伤限内安全工作，修理中用荧光法检查叶片叶尖工作中产生的裂纹，根据叶片的工况条件等，规定了允许装机使用的叶尖裂纹长度、数量和裂纹之间间距的要求。修理中叶尖裂纹超过规定要求的叶片约占叶片总数的8%（主要是裂纹间距和数量超过规定）。
某型发动机涡轮叶片榫头裂纹故障分析
某型发动机涡轮叶片榫头裂纹故障分析
作者：闻腾炬 王宏卫 梁鹏
来源：《航空维修与工程》2020年第10期
摘要：某型发动机大修时，荧光检查发现涡轮I级转子叶片第一道榫齿（近叶身）有裂纹，为该系列发动机修理中首次发现。通过系统的故障分析，确定了故障原因，杜绝了风险隐患。
关键词：涡轮叶片；裂纹；疲劳
Keywords：turbine blade；crack；fatigue
1 故障描述
某型发动机大修时，荧光检查发现涡轮I级转子38号叶片第一道榫齿（近叶身）有裂纹显示，从荧光显示走向来看，裂纹沿榫齿根部延伸至榫头端面（见图1）。
为进一步确定故障性质，将叶片榫头端面抛光后在显微镜下观察，确定荧光显示区域为裂纹（见图2）。此故障为该型发动机修理中的首次发现。
2 问题定位
根据故障现象，分析可能导致涡轮叶片榫头裂纹的原因，列出故障树（见图3），对故障树每个底事件进行分析、排查，找出涡轮I级转子叶片榫头裂纹的原因。 3 排查情况
3.1 叶片与减振垫磨损情况对比分析
I级叶片装配时在下缘板之间需安装减振垫，以达到约束叶片振动的作用（见图4）。发动机工作时，叶片受气流激振，下缘板会与减振垫产生磨损。对比故障叶片及该级其余叶片下缘板与减振垫接触部位的磨损痕迹发现，各叶片在相同部位均有磨损痕迹，38号叶片的磨损痕迹较为明显，不过该级叶片中的36号叶片的磨损痕迹与之相近（见图5）。由此可以确定，38号叶片下缘板与减振垫接触部位是正常磨损痕迹。
3.2 叶片与盘配合部位的微动磨损分析
对比故障叶片与该台发动机其余I级叶片榫头工作面的磨损情况，故障叶片榫头磨损宏观形貌与其余叶片相似，为工作面在应力作用下的正常微动磨损。裂纹起源于榫齿根部，该部位在工作时与榫槽不接触，实际检查该处时也无接触磨损痕迹。
飞机维修(发动机维修)专业毕业设计_毕业设计
飞机维修（发动机维修）专业毕业设计_毕业设计
飞机维修（发动机维修）专业毕业设计s("fzoom");发布时间：2018-01-18s("hzh0");s("hzh1");s("hzh2"); 燃气轮机动力涡轮组件的强度分析
摘要：燃气轮机动力涡轮组件是燃气轮机的主要组件之一,由于其不仅工作温度高，而且还要承受燃气轮机在起动和停机时，因温度剧烈变化引起的热冲击，工作条件恶劣，故涡轮组件是决定燃气轮机寿命的关键部件，为确保有足够的寿命。本文重点对某型燃气轮机低压涡轮压气机转子叶片的强度特性进行了分析，并验证了其稳定性及可靠性。本文使用sam
cef/field软件的转子动力学分析模块对该转子叶片进行了分析计算。根据机组实际运行的条件，计算了该机组转子具有较小的临界转速、稳态不平衡响应、叶片丢失瞬态响应等。计算结果表明．临界转速安全系数合理；转子系统选取的平衡量具有较小的振动幅值；转子的瞬态响应结果验证了结构方案的合理性，转子系统具有较好的稳定性。得出了此转子结构方案能保证低压涡轮压气机稳定运行的结论，从而为燃气轮机的可靠性、维修性、保障性提供了参考。
关键词：低压涡轮；强度；转速；振动；可靠性
1 前言
上世纪二十年代，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机，其效率为13%、功率为370千瓦，自此之后，燃气轮机就逐渐进入了人们的生活领域。燃气轮机、汽轮机、发电机及电动机等都是典型的旋转机械，都以转子作为工作主体。转子连同轴承、支座等称为转子----支承系统。机组运转时．转子系统常常发生振动，而振动产生噪声。降低了机组的工作效率；严重的振动会导致转子断裂，造成重大危害。转子----支承系统的振动是多样的，包括转轴的扭曲振动、弯曲振动和轮盘叶片的振动等。转轴的振动较为复杂，牵涉的因素较多。转子动力学就是以转轴的弯曲振动作为主要研究对象的。
转子的不平衡量所引起的振动属于“强迫振动”，它的角频率和转动角速度相等。对于高速转子，除了不平衡质量引起的振动以外，还有频率与转动角速度不相等的振动，称为“涡动”。转子连接件配合面的摩擦、转轴的内阻、轴承油膜力或密封引起的气动力等都是产生涡动的因素。理论上，转轴的这种涡动属于“自激振动”[1]。涡动甚至可以破坏转轴或轴承。