Page 62 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202211013

航空发动机飞附吊挂机匣裂纹的产生原因

魏雪莱,郑海亮,张成凯,王继业

( 中国航发沈阳发动机研究所,沈阳 110015 )
摘 要: 某型航空发动机飞附吊挂机匣的转角出现裂纹。采用宏观观察、 断口分析、 应力分析和
有限元模拟分析等方法, 对该飞附吊挂机匣裂纹产生的原因进行了分析。结果表明: 该裂纹为起始
应力较大的疲劳裂纹; 飞附吊挂机匣与风扇机匣装配时, 将定位销敲击进入销钉孔的过程会导致飞
附吊挂机匣发生局部变形, 从而在裂纹部位形成较大的初始应力, 在振动的工作环境下, 飞附吊挂
机匣产生裂纹并扩展。保证风扇机匣与飞附吊挂机匣的安装边装配尺寸为间隙配合、 在装配定位
销前使用工艺螺钉先固定飞附吊挂机匣可以避免该类问题的发生。
关键词: 航空发动机;飞附吊挂机匣;疲劳裂纹;有限元模拟分析

中图分类号: TB31 ; V232.6 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 11-0046-03

Causesofcracksinaircraftaccessoriessus p ensioncasin g ofaeroen g ine

WEIXuelai , ZHENGHailian g ZHANGChen g kai , WANGJi y e
,

( AECCShen y an gEn g ineResearchInstitute , Shen y an g110015 , China )

Abstract : Cracksoccuredatthecornersoftheaircraftaccessoriessus p ensioncasin gofanaeroen g ine.B y

meansof macrosco p icobservation , fractureanal y sis , stressanal y sisandfiniteelementsimulationanal y sis , the

causesofcracksintheaircraftaccessoriessus p ensioncasin gwereanal y zed.Theresultsshowthatthecrackswere

fati g uecrackswithlar g einitialstress.Whentheaircraftaccessoriessus p ensioncasin gwasassembledwiththefan

casin g , thep rocessofknockin gthelocatin gp inintothep inholewouldleadtolocaldeformationoftheaircraft

accessoriessus p ensioncasin g , thusformin galar g einitialstressatthecracklocation.Underthevibrationworkin g

environment , theaircraftaccessoriessus p ensioncasin g wouldp roducecracksandex p and.Thiskindofp roblem

couldbeavoided b yensurin gthatthe mountin gsideassembl y dimensionsofthefancasin gandtheaircraft

accessoriessus p ensioncasin gwereclearancefit , andusin gp rocessscrewstofixtheaircraftaccessoriessus p ension

casin gbeforeassemblin g thep ositionin gp in.

Ke y words : aeroen g ine ; aircraftaccessoriessus p ensioncasin g ; fati g uecrack ; finiteelementsimulationanal y sis
风扇是航空发动机的重要组成部件, 主要作用 因, 并提出合理的改进措施, 一直都是结构设计人员
是提升来流压力和温度 [ 1 ] 。风扇中的机匣具有固定 重点关注的问题。
静子叶片、 附件, 以及构成气流通道和传递发动机推 一些学者深入研究了航空发动机机匣裂纹产生
力的重要作用, 是发动机的主要承力框架。机匣多 的原因: 吴宏春等 [ 3 ] 采用数值仿真和模态试验、 动应
为尺寸精度较高的薄壁复杂结构, 在发动机启动、 停 力测试等方法, 分析了机匣壳体上环形支撑台基体
车、 状态变化或飞机飞行姿态变化时, 机匣承受着循 裂纹产生的原因, 提出了增加加强筋和涂减振胶等
环载荷的作用。由于长期工作在上述恶劣环境中, 解决措施; 高志坤等 [ 4 ] 采用宏观观察和断口分析等
因此发动机的风扇机匣易产生裂纹, 严重影响了发 方法, 判定了某型铸件机匣基体裂纹的性质, 并提出
动机的使用安全 [ 2 ] 。因此, 如何确定裂纹产生的原 了增强浇注液流动性、 排除冷隔缺陷和添加细化剂
等改进建议; 张弛等 [ 5 ] 利用故障树的方法对某型机
收稿日期: 2022-02-28 匣支板裂纹产生的原因进行了研究, 并提出了修改
作者简介: 魏雪莱( 1991- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事航空发
倾角尺寸和增加重熔层控制等改进措施; 张博等 [ 6 ]
动机风扇结构设计工作, lnweixuelai@163.com
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