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时间:2011-02-10 16:03来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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主轴使用载荷谱是由各次飞行使用载荷谱构成的。在一次飞行中,其载荷谱中包括扭矩、振扭、抽向力、弯矩和温度,并且这些载荷随时间变化。
2)使用载荷谱简化成试验载荷谱
使用载荷谱应简化成损伤最严重的试验载荷谱量级,并应保持原有综合载荷对零件所产生的损伤影响不变及保持相应的实际使用载荷谱的损伤度不变、保持使用载荷高循环与低循环间之频率比不变。使用载荷谱应该尽可能模拟实际情况。
’标准循环载荷谱是根据危险截面的各种飞行任务的应力剖面分析确定的。一般应根据主轴应力分析和寿命估算确定一个或几个可能的危险截面,对其应力谱进行分析,确定标准应力循环载荷。对于使用中的发动机,如果已经出现过疲劳破坏,破坏截面应作为危险截面之一。标准循环的确定在很大程度上是经验性的。对于扭矩、轴向力和振动扭矩循环,45和 6取发动机最大扭矩状态下的扭矩和轴向力值,且按 (一最大一 (。的等幅循环变化,其保载时间决定于每个低循环内振动扭矩的循环次数。一般取循环次数 7为
7  8(((次 495  :()(345
对于主轴,振动扭矩循环的总次数不少于 /(;次,即满足无限寿命要求。高循环载荷的循环次数 <+/(; . 7次循环。这种标准循环适用于危险截面应力中弯矩应力所占比例很小的情况,目前大多数发动机主轴都是应用这种循环进行疲劳试验,这种扭矩、轴向力和振动扭矩循环。
对于扭矩、轴向力、振动扭矩和弯矩循环。此种循环是在第一种循环中增加高循环弯矩载荷构成的。45、6和 495的取值波形和循环次数与上述的标准循环相同。弯矩 =在 •//(0•
 
发动机最大稳定状态工作转速下,垂直于轴的角速度等于 " %& ’ (的弯矩,加上垂直于轴的过载为
)*的弯矩,并按其绝对值相加。弯矩的总循环次数应不小于 )+次;在每个低循环载荷的保载时间内,弯矩的循环次数与振动扭矩相同,即 ,+)+ ’ -。
试验载荷谱的确定,对低循环载荷,试验载荷谱的主扭矩 ./0和轴向力 1%可写为
./0 2 33435./
1% 2 334351}

式中, 3 ———载荷散度系数,它表示最好疲劳强度轴和最差疲劳强度轴在相同寿命的应力之比,当低循环数不大于 )次时, 3 2";当循环次数大于 )+次时, 3 2"。于是,对低循环载荷
./0 2"3435./ 1”% 2"34351
式中,  34 ———极限拉伸强度修正系数,即 34 2 " 6( ’ " 62被试轴材料的极限拉伸强度 ’材料手册给出的最小极限拉伸强度; 35 ———温度修正系数,当轴在低于实际工作温度下做实验时,就需用 35放大试
验载荷以考虑温度引起的材料性能变化,即 35 2 " 60 ’ " 67 2试验温度下材料的极限拉伸强度工作温度下材料的极限拉伸强度当温度沿轴长度变化时,应取最高温度的 " 67计算 35。在轴的工作温度下试验时, 35 2 。对高循环载荷,试验载荷值为
./0 2 8 33435./
9:0 2 334359:
据 3 2"可得 9:0 2"34359:}}
.;/0 2)")+3435./

按这种试验载荷进行疲劳试验,达到预定的循环数而轴上没有出现裂纹,该循环数就
定为这种轴的寿命。 "主轴疲劳寿命试验器主轴疲劳寿命试验器应能模拟主要影响因素、边界条件和工作温度。应装设以计算机
为中心的测控系统,具有通用性好、振动小、噪声低、安全及维护简单的特点。卧式扭矩、振矩、弯矩以及轴向拉伸的综合加载双转子轴试验器。该试验器用同步齿形带传动配重来实现旋转弯矩和旋转支承反力的施加。
我国主轴疲劳试验器可模拟扭矩最高达 54"  < )5-• ,;振动扭矩卧式可在 )= 55-•,;立式为士(5 =)> ./;变矩一般为 ) = ?@4)-•,(包括陀螺力矩);横向力可达 +A-;轴向拉力最大达 +B-;扭臂振动最大值为 8 )C。
四、机匣静强度试验
机匣是支承转子和固定静子的重要部件。发动机的推力也通过机匣传到飞机上,因此 •)5•
 
机匣是重要的承力件。
就涡扇发动机而言,主要有进气机匣、风扇机匣、低压压气机机匣、中介机匣、高压压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣、内涵排气机匣、外涵壳体、加力燃烧室壳体和尾喷口。 "机匣强度试验主要内容在工作状态下,机匣承受发动机的气体负荷和质量惯性力。这些负荷以轴向力、横向
力或侧向力、内压力或外压力、扭矩和弯矩的形式作用在机匣上。高温机匣还承受由温度和温差引起的热负荷。此外,在飞机的每次起落和飞行过程中,机匣承受由发动机的启动一停车、工作状态变化和飞机机动飞行引起的循环载荷及振动载荷。因此,机匣强度试验主要包括:屈服强度试验;"极限强度试验;应力分布试验;刚度试验;%稳定性试验;&蠕变试验;’疲劳试验;(蠕变—疲劳联合试验;)包容试验;*振动试验。其中  &为机匣静强度试验。
屈服强度试验是验证在所有的正常条件下机匣的永久变形是否小于设计规定值。其试验载荷 %为 % &’( •)%(•屈服状态工作载荷式中’( ———屈服安全系数 " *; +%( —
—屈服强度试验温度系数,试验 件,+%( &",,试验 -件,+%( &"。极限强度试验是验证所有的飞行条件下,机匣是否具有抵抗整体破坏所规定的安全系数。其 %为 % &’ . •+%.•极限状态工作载荷式中,’ —
—极限安全系数,对正常飞行状态,’. &"/,对强迫着陆状态,’. &"*。
.
+%. &试验温度下材料的极限拉伸强度工作温度下材料的极限拉伸强度应力分布是研究机匣在各种载荷作用下的应力大小和分布,验证计算结果的可靠程度。刚度试验是验证机匣刚度是否满足设计要求,求出机匣在工作载荷下的变形,确定载荷在复杂结构中的分配。稳定性试验是确定失稳时的临界载荷,验证机匣是否具有设计时所要求的抵抗失稳的安全系数,其 %为 % & ’0+%0 •12式中,’0 ———稳定性安全系数,一般取 " /,对外涵壳体,加力燃烧室,’0 &,"*; +%0 —
 
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