МЦУ отказы механизмов истребителей в СПЦС ВВС США вероятно, распространены сегодня распространены не больше, чем они были за многие годы. В 1950-х засасывание в турбинные механизмы было основной причиной отказа, и связанные усилия проекта были относительно низки, таким образом, отказ НЦУ не был беспокойством. С введением износостойких суперсплавов, рабочие усилия были увеличены, и НЦУ скоро стал главной причиной отказа. Введение отставки по причине как жизненной управленческой философии, использование механики перелома и адаптацию проекта дефектостойкости требованиям СМПСЦ [5] привело к значительно уменьшенному уровню отказов НЦУ. Результат состоял в том, что МЦУ оставляют как последний остающийся главный режим отказа. С общностью частей в механизмах на многих различных самолетах, объединенных с израсходованными числе полевых активов, существование отказов МЦУ становится проблемой непосредственного и критического беспокойства. Конечно, трудно описать и зарегистрировать точный сценарий, согласно которому отказы МЦУ произошли в активах ВВС США из-за составляющей собственность природы проекта и технических требований использования и, во многих случаях, недостаточно информации, чтобы точно определить первопричины. В то время как нет никакой единственной общей темы, которая характерна для всех отказов, некоторые аспекты совместно используют степень общности. Кроме того, отказы не были ограничены одним типом элемента, одним классом материала, одного особого механизма или одного определенного изготовителя. Широко распространенная природа отказов HCF является тем, что подняло вопрос достаточности процесса проектирования.
Рассмотрим следующие случаи полевых отказов из-за МЦУ. В одном случае единственное кристаллическое турбинное лезвие, подведенное ниже платформы в области контакта около концентрации напряжения, с отказом, сначала небольшим, появляется в очень маленьких порах, которые характерны для этого класса материалов. Размножающаяся трещина есть I этап раскалывания вдоль кристаллографической плоскости прежде, чем измениться на этап II и размножиться вдоль плоскости, нормальной к направлению нагрузки. В дополнение к очень высоким вибрирующим амплитудам, которые, как предполагается, происходят, необычным аспектом этого класса отказов было, очевидно, небольшое количество циклов МЦУ в пределах любой данной миссии. Это указывает, что резонанс, безотносительно причины, не является установившимся явлением, но, скорее, переходное явление, которое происходит только под определенными эксплуатационными режимами и которое не сохраняется очень долго. Гипотеза этого сценария была развита частично посредством фрактографической экспертизы отказавших лезвий. То, что имеет значение с точки зрения характеристики материала, это то, что отказ не был вызван необычно большим количеством циклов МЦУ, а меньшим числом высокочастотных, низкоамплитудных циклов. Это важно, чтобы указать, что немного известно о Режиме II зарождения трещины и характеристиках разрастания трещин монокристалических сплавов, особенно вдоль кристаллографических плоскостей. Работа в это время Джоном и др. [6] показала, что темпы роста выше, и пороги значительно ниже в Режиме II и смешанном режиме I и II по сравнению с чистым Режимом I в определенных кристаллографических направлениях в монокристалическом основном никелевом суперсплаве при комнатной температуре. Конечно, разработанная методология, такую как диаграмма Гудмана, не рассматривает
все возможные комбинации смешивания режимов и кристаллографической ориентации самолета.
Другой источник полевых отказов, приписанных МЦУ, связан с ППП через попадание осколков в механизмы. Титановые вентиляторы и лезвия компрессора с тонкими ведущими краями, как показывали, были особенно восприимчивы к ППП вдоль переднего края и, в некоторых более новых механизмах, вдоль очень тонких краев перемещения. Этот вызванный эксплуатацией тип повреждения, объединенного с вибрирующей нагрузкой из принудительных ответных резонансов, привел к отказам МЦУ в нескольких элементах и механизмах. Вибрирующие усилия, как в предыдущем примере, были переходным, а не устойчивым состоянием и произошли только во время особых условий в полете и рабочем диапазоне. Проект такого компонента для МЦУ в присутствии ППП базировался, частично, на использовании диаграммы Гудмана, которая была изменена, чтобы составлять ППП с помощью эквивалентного фактора концентрации напряжения kt или с помощью ограничивающего уровня вибрирующего напряжения. Различные типы и уровни ППП, который включает окружающую область остаточных усилий, не обработаны хорошо в диаграмме Гудмана, объединенной с эквивалентным kt с точки зрения его полной жизни МЦУ. В анализе полевых отказов все еще не очевидно, были ли отказы из-за чрезвычайно высоких усилий из-за чрезмерных колебаний, или что ППП на компонентах значительно ухудшал способность МЦУ материала. Это особенно подтверждалось в нескольких случаях, когда поверхность перелома указала на место образования усталости, которое было в форме зубца или вмятины, но необычно небольшого размера. Такие инциденты были классифицированы как попадание “микро ППП” из-за чрезвычайно небольшого размера места образования, которое является слишком небольшим, чтобы быть измеренным или обнаруженным в области. Другие инциденты, связанные с маленьким ППП, привели к использованию методов, таких как протираемая зубная нить вдоль переднего края, чтобы обнаружить повреждение порядка 0.5mm или менее значительные. Они не являются достаточно маленькими, чтобы классифицировать как микро ППП, но их очень трудно обнаружить. Различные аспекты ППП и связанного с ним анализа и вопросов проектирования рассмотрены в Главе 7.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.