航空发动机高压涡轮叶片

摘 要

摘 要

本论文着重论述了涡轮叶片的故障分析。首先引见了涡轮叶片的一些根本常

识；对涡轮叶片的结构特点和工作特点进行了详尽的论述，为进一步分析涡轮叶片故障做铺垫。接着对涡轮叶片的系统故障与故障形式作了阐明，涡轮叶片的故障形式主要分为裂纹故障和折断两大类，通过图表的形式来阐述观点和得出结论；然后罗列出了一些实例（某型发动机和涡轮工作叶片裂纹故障、涡轮工作叶片折断故障）对叶片的故障作了详细剖析。最后通过分析和研究，举出了一些对故障的预防措施和排除故障的方法。

关键词：涡轮叶片论述，涡轮叶片故障及其故障类型，故障现象，故障原因，排除方法

ABSTRACT

ABSTRACT

This paper emphatically discusses the failure analysis of turbine blade.First introduced some basic knowledge of turbine blades;The structure characteristics and working characteristics of turbine blade were described in she wants,for the further

航空发动机叶片制造及装备项目

项目申请报告

青岛中联航空科技有限公司2014.10

1

目 录

第一章 项目的意义及必要性 ................................. 1 1.1 项目承担单位及产品介绍 ................................ 1 1.2 国内外现状及技术发展趋势 .............................. 1 1.3 对产业发展的作用与影响 ................................ 4 1.4 市场分析 .............................................. 7 1.5 与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况 . 11 第二章 项目的技术基础 .................................... 13 2.1 成果来源及知识产权情况 ............................... 13 2.2 已完成的研究开发工作 ................................. 14 2.3 工艺技术方案 ...............

第23卷 增刊 2 钢铁研究学报 Vol.23, Supplement 2 2011年12月 Journal of Iron and Steel Research December 2011

航空发动机涡轮叶片材料的应用与发展

董志国， 王 鸣， 李晓欣， 滕佰秋

（沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）

摘 要：从技术发展的角度介绍了航空发动机涡轮叶片材料的应用情况，阐述了涡轮叶片设计思想的发展、对未来涡轮叶片可供选用的新材料进行了前瞻。

关键词：航空发动机；涡轮叶片；高温合金；发展

Application and Progress of Materials for Turbine Blade

of Aeroengine

DONG Zhi-guo, WANG Ming, LI Xiao-xin, TENG Bai-qiu

(Shenyang Aeroengine Research Institute, S

第23卷 增刊 2 钢铁研究学报 Vol.23, Supplement 2 2011年12月 Journal of Iron and Steel Research December 2011

航空发动机涡轮叶片材料的应用与发展

董志国， 王 鸣， 李晓欣， 滕佰秋

（沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）

摘 要：从技术发展的角度介绍了航空发动机涡轮叶片材料的应用情况，阐述了涡轮叶片设计思想的发展、对未来涡轮叶片可供选用的新材料进行了前瞻。

关键词：航空发动机；涡轮叶片；高温合金；发展

Application and Progress of Materials for Turbine Blade

of Aeroengine

DONG Zhi-guo, WANG Ming, LI Xiao-xin, TENG Bai-qiu

(Shenyang Aeroengine Research Institute, S

航空发动机涡轮盘静强度分析

倪钰鑫 苏仲达 潘毅飞 万家欢 刘鑫 陈章

南京航空航天大学 能源与动力工程学院

摘要：根据某型航空发动机涡轮盘的实际结构进行有限元建模，并根据涡轮盘的载荷特点，采用循环对称基本理论对其1/N扇区的载荷进行计算，建立了涡轮盘的有限元模型。通过涡轮盘结构的静力学分析，验证静强度可靠性。 关键词：涡轮盘；静强度；有限元

0 引言

涡轮盘作为航空发动机的关键件，其盘体结构较为复杂，直接承受燃烧室出口高温、高压和高速气流的冲击，所处的环境极端恶劣，由于热应力的存在，其局部区域有可能出现较大的应力、应变，从而导致各种失效故障的发生，因此有必要确定其应力的分布情况。由于在不同的飞行状态下，涡轮盘危险点的应力可能在弹性范围内，也可能进入塑性范围，所以本文对涡轮盘进行热弹性和有限元应力分析，，以期找到疲劳断裂的危险部位并获得此部位的应力剖面。

1 涡轮盘结构特点及有限元模型的建立

1.1涡轮盘的结构特点 典型航空发动机涡轮转子具有如下结构特点:

(1)一个工作叶片安装在一个榫槽内,共N个榫槽,为了有较合适的叶栅稠度,涡轮盘的榫槽均为斜槽,榫槽均布在轮缘上: (2)采用大枞树形榫头榫槽;

(3)涡轮盘的前后端面还有轴向凸边,凸边

航空发动机叶片材料及制造技术现状

在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志，在一定意义上，也是一个国家航空工业水平的显著标志【007】。

航空发动机不断追求高推重比，使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求，因而国外自7O年代以来纷纷开始研制新型高温合金，先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料；单晶高温合金已经发展到了第3代。8O年代，又开始研制了陶瓷叶片材料，在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。

1 航空发动机原理简介

航空发动机主要分民用和军用两种。图1是普惠公司民用涡轮发动机主要构件；图2是军用发动机的工作原理示意图；图3是飞机涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布；图4是罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布；图5为航空发动机用不同材料用量的发展变化情况。

图1 普惠公司民用涡轮发动机主要构件

图2 EJ200军用飞机涡轮发动机的工作原理

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图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布

图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温

班级： 姓名： 准考证号： 任课教师 考场教室 ―――――――――――――――――――装 订 线――――――――――――――― 第 1 页 共 5 页

中国民航学院2007－2008学年第1学期 《航空发动机原理与构造》期末考试试卷 课程编号：01412027试卷类型： A 考试形式：闭卷笔试 考试日期： 07.1.14 十十十总题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 一 二 三 分 得分 注意事项：1.试卷后两页为草稿纸，可以撕下；2.不准携带任何书籍、资料、纸张等。 一、 填空题（20分，每空1分） 1. EGT是一个非常重要的监控参数，它的含义是 2. 当定熵指数一定时，涡喷发动机理想循环热效率取决于 3. 涡喷发动机一般用 来表征进气道的压力损失。 4. 离心式压气机增压方式有两种，分别为

航空发动机原理,空气动力学基础知识

《气体动力学基础》试卷

一、 填空（30分，每空1分）

1. 气体密度是指_单位容积内气体的质量_。从微观上讲，密度的大小代表了_气体分子的疏密程度_。气体流过航空发动机的喷管时，其密度的变化规律是__减小__。

2．从微观上讲，气体压力是_大量气体分子无规则运动碰撞器壁的总效应_。在比容一定的情况下，气体温度升高，引起气体压力的变化规律是_增大 。

3．定压比热是指_在压力一定的条件下，1kg气体温度升高或降低1℃，所需吸收或放出的热量_；定压比热与定容比热的关系式可以写成 cp cv R。

4．绝热过程是指 气体在和外界没有任何热交换的前提下，所进行的热力过程 ；在该过程中压力和比容的关系式可以写成p2v (1)k；该过程的外（容积）功的计算式可以写p1v2

成l 1(p2v2 p1v1)。 k 1

5．“一维定常流”中“一维”是指_气流参数是一维坐标的函数_。

6.可压流的连续性方程可以写成 A V 常数 ，它说明_在一维定常流的条件下，流过各截面的气体流量相等_。

V22 V12 i2 i1 。气体流7. 一维定常流能量（焓）方程的一般形式是 q外 l 2

V22 V12 l ，此方程表示的能量转换过发动机的涡轮时，

西安航空职业技术学院 毕业设计论文

目 录

第 1章 绪 论

1.1 发动机概述·································2 1.2 可靠性与故障·······························2 1.2.1 可靠性····································2 1.2.2 故障······································2 1.2.3 故障分析与排故方法························3 第 2 章 压气机喘振故障分析

2.1 概述·······································5 2.2 喘振时的现象·······························5 2.3 喘振的根本原因·····························5 2.4 压气机的防喘措施·························

航空发动机发展史

发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机,航空发动机。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段。第一个阶段从首次动力开始到第二次世界大战结束。在这个时期，活塞式发动机统治了40年左右。第二个阶段从第二次世界大战至今。60多年来，航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代。在此期间，航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机，先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。

一、 活塞式发动机统治时期

人类自古以来就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷