航空发动机压气机叶片外物损伤规律研究

doi:10.3901/JME.2019.13.087

机械工程学报 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (13): 87-94.doi: 10.3901/JME.2019.13.087

• 特邀专栏：航空发动机健康监测与故障诊断 • 上一篇下一篇

航空发动机压气机叶片外物损伤规律研究

舒畅¹, 程铭^1,2, 许煜¹, 程礼^1,3

1. 空军工程大学航空工程学院西安 710038;
2. 中国人民解放军 93066 部队牡丹江 157000;
3. 先进航空发动机协同创新中心北京 100191

收稿日期:2018-07-16 修回日期:2018-11-25 出版日期:2019-07-05 发布日期:2019-07-05
通讯作者: 程礼(通信作者),男,1963年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为航空发动机故障监控与诊断,转子动力学。E-mail:cheng_qiaochu@foxmail.com
作者简介:舒畅,男,1995年出生。主要研究方向为航空发动机结构、强度与振动。E-mail:1575972162@qq.com;程铭,男,1982年出生,硕士研究生。主要研究方向为航空发动机结构、强度与振动。E-mail:1828433449@qq.com;许煜,男,1994年出生,硕士研究生。主要研究方向为航空发动机结构、强度与振动。E-mail:729459449@qq.com
基金资助:
国家重点基础研究发展计划资助项目（973计划，2015CB057400）。

Study on Foreign Object Damage Regular Pattern of Aero Engine Compressor Blades

SHU Chang¹, CHENG Ming^1,2, XU Yu¹, CHENG Li^1,3

1. Aeronautics Engineering College, Air Force Engineering University, Xi'an 710038;
2. 93066 Unit of People's Liberation Army of China, Mudanjiang 157000;
3. Co-Innovation Center for Advanced Aero-Engine, Beijing 100191

Received:2018-07-16 Revised:2018-11-25 Online:2019-07-05 Published:2019-07-05

摘要/Abstract

摘要： 通过对某型航空发动机压气机转子叶片外物损伤数据进行深入分析，揭示出损伤类型、缺口尺寸和位置沿压气机轴向和径向的分布规律。研究结果表明：在缺口、撕裂、凹坑和卷曲四类典型损伤中，缺口损伤所占的比重最大；低压压气机损伤率较高，且各级叶片损伤率随压气机级数的增加呈现下降趋势，高压压气机各级叶片中，各损伤类型表现出显著差异性，该特点与叶片材料、冲击能量等因素的变化有关；缺口损伤尺寸沿压气机的轴向分布差异性不明显，在高、低压气机中满足不同的分布形式，且损伤位置仅与深度尺寸存在显著关联；低压一级叶片大多数缺口损伤位于距离叶根高度80%以上区域，其损伤位置与损伤尺寸没有显著关联，但损伤宽度和损伤深度存在线性相关性。

关键词: 航空发动机, 损伤特征, 统计分析, 外物损伤, 压气机叶片

Abstract: Based on the analysis of foreign object damage on certain aero engine compressor blades,the distribution regular pattern of the damage type, notch size and position along the axial and radial directions of the compressor is revealed.The results indicate that the notch is the main type of four typical damages which include notches,tears,pits and curls. The damage rates on low pressure compressor blades are relatively high, and they have a downward trend with the increase of compressor stages, while the damage types on high pressure compressor blades are quite different, because of many changing factors such as blade material and impact energy. Furthermore, there is no obvious difference in the distribution of notch sizes along the axial direction of compressors, but their distribution characteristics are quite different between high and low pressure compressors, the damage location only has a significant correlation with the depth sizes. As far as the first blade of the low pressure compressors is concerned, most of notch damages are located more than 80% of the height above the blade root, there is no significant correlation between the notch position and the size, but there is a linear correlation between the notch width and depth.

Key words: aero engine, compressor blade, damage characteristics, foreign object damage, statistical analysis

中图分类号:

V232

舒畅, 程铭, 许煜, 程礼. 航空发动机压气机叶片外物损伤规律研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 87-94.

SHU Chang, CHENG Ming, XU Yu, CHENG Li. Study on Foreign Object Damage Regular Pattern of Aero Engine Compressor Blades[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2019, 55(13): 87-94.

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