[发明专利]一种涡轮发动机转子裂纹扩展特征确定方法

摘要

本发明公开了一种涡轮发动机转子裂纹扩展特征确定方法，包括缺陷制作，结构件锻坯制作，试块设计，试块制作，台架正交疲劳试验，全聚焦相控阵检测对应关系建立，CT三维重建检测对应关系建立，试块断口分析，结构件制作，结构件缺陷识别，结构件疲劳试验，结构件内部裂纹检测，结构件表面裂纹检测，结构件断口分析。本发明解决了对缺陷、裂纹的位置及尺寸的确定问题。本发明达到了对内部裂纹、表面裂纹内部特征进行定量分析的目的，达到掌握裂纹扩展规律，进而达到损伤容限设计的目的。涉及的方法具有裂纹扩展特征确定能力强的特点，解决了现有裂纹扩展特征确定技术的不足之处。

主权项

1.一种涡轮发动机转子裂纹扩展特征确定方法，其特征在于包括如下步骤：1)结构件锻坯采用预制方法埋入缺陷，通过应力等效、应变等效、应变能等效，开展试块设计，确定试块尺寸、缺陷位置及拉伸载荷值；2)从结构件锻坯上取出包含不同缺陷的试块；所述的包含不同缺陷的试块包括系列含不同设定深度缺陷和含不同设定尺寸缺陷的试块；3)开展试块的疲劳试验，并在指定循环数下，使用全聚焦相控阵检测和CT三维重建检测识别试块缺陷及裂纹；裂纹扩展至表面后，在指定循环数下，进行全聚焦相控阵检测和CT三维重建检测识别试块缺陷及裂纹，同时，使用荧光检测法、表面复型法测量表面裂纹的长度；试块断裂后，对试块断口进行电镜扫描分析、金相分析；4)结合试块缺陷、裂纹的检测结果和断口分析结果，标定全聚焦相控阵检测和CT三维重建检测方法的灵敏度，并建立不同缺陷的试块与全聚焦相控阵检测结果的对应关系，建立不同缺陷的试块与CT三维重建检测结果的对应关系；5)结构件锻坯进行机加工，制作结构件；开展结构件的疲劳试验；进行全聚焦相控阵检测和CT三维重建检测；根据检测结果通过步骤4)建立的对应关系，标定结构件内部缺陷、裂纹的位置和尺寸；由于步骤4)建立的对应关系包含试块完整的裂纹扩展过程，可由此获知结构件的裂纹扩展规律，预测裂纹扩展寿命，确定结构件的表面裂纹表面特征检测周期。