文档介绍：航空发动机结构故障模式分析
摘要：航空发动机结构故障是引发飞行事故的重要原因之一，本文 从叶片、***、主轴与转子系统、主燃烧室和加力燃烧室、齿轮及传动系 统、燃油及控制系统几个部分对发动机结构故障进行了分析，对了解不同 结构故障的发生率和故障模式具有一定的意义。
关键词：航空发动机；结构故障；故障模式；疲劳；蠕变；磨损
发动机是飞机的心脏。飞机的高投入和高风险性，使航空发动机的可 靠性成为最引人注目的问题。在发动机屮，结构故障引发的飞行事故教训 惨重，弄清故障产生的原因，对于预防故障发生有一定的意义0
1叶片故障分析
叶片是航空发动机中重要零件之一，由于功能的关系，其所处的工作 环境十分严峻的。受有较高的离心负荷，气动负荷，高温和大气差负荷以 及振动的交变负荷等，使叶片容易发生故障。压气机叶片还受发动机进气 道外来物的冲击，受风沙、潮湿的侵蚀；涡轮叶片受燃气的腐蚀和高温热 应力筹。这都使叶片故障大大增多。航空发动机叶片故障占相当大的比例, 据统计振动故障率占发动机中总故障率的60%以上，而叶片故障又占振动 故障的70%以上。常见的故障现象有：外来物损伤，强度不足和高低周疲 劳损伤。其屮以疲劳损伤为多。
2***故障分析
航空发动机***，如涡***，压气机***和风扇***等，是发动机主 要受力部件，除***结构复杂，转速很高，有腐蚀介质外，涡***和高增 压比压气机后几级***的工作温度比较高以外，切轮缘和轮心间的温差也 很大，故***的工作条件十分恶劣。据统计常见的***故障有如下几种：
***外径伸长变形故障
***外径为其关键尺寸，如果径向伸长变形超过允许值，必然使固定 其上的工作叶片和静止机匣间的径向间隙减小，甚至相磨，使发动机无法 可靠工作。造成这个故障的主要原因是，由于结构不合理使***局部工作 应力过大；或材料及处理制度选择不恰当，使***材料的屈服极限值减小。 这些都可能使***局部产生过大的塑性变形，引起***外径伸长。如果轮 盘材料中有缺陷，则更增加了外径的伸长变形量。
***腹板屈曲变形故障
在一般情况下，所有***均宙有相当厚度的轮缘、薄的腹板和厚的中 心轮毂等组成。在恶劣的工作条件下，可能导致轮缘屮心曲相对轮毂屮心 面产生永久性的轴向变形，此即所谓腹板屈曲。造成这个故障的主要原因 是，由于***型面不对称，***两侧的压差和附加结构引起的力矩，或由 于相当薄得腹板受到大的压缩载荷作用。
2. 3***超转破裂故障
航空发动机在正常的加速过程屮的瞬间超转、燃油调节器失灵、加力 燃烧室故障或轴承破坏脱开等其他界常条件下，均会引起***超转。这是 如果***材料中有缺陷或尺寸设计不合理，就会出现***超转破裂故障。 为了防止这种故障,除需严格杜绝***材料中的固有缺陷外,还需正确设 计***结构和选择***材料，使***有足够的超转破裂储备。
2. 4***低循环疲劳裂纹故障
在航空发动机***工作中，主要承受离心应力和热应力作用，二者均 随发动机工作状态变化而循环变化。另外，对于局部***还有较大的残余 应力作用。由于***形状比较复杂，故在工作中经常出现一些局部应力集 中的高应力部位，如***樺槽槽底，樺齿齿根及偏心孔，中心孔等部位。
3主轴与转子系统的故障分析
航空涡轮喷气发动机的主要轴承是连接压气机与涡轮部件并传递涡 轮功率给压气机