空心叶轮多部位损伤

疲劳裂纹合并机制

在空心压缩机叶轮中，首次通过断口分析识别出多部位疲劳裂纹的微观合并特征，揭示了裂纹萌生与扩展的时序交互。

Zhengshuai, Shen · Chen, Chuanyong · 宣海军 · Xiaohui, Zha · Huanhuan, Chen · Mingmin, Qu · Zheng, Yao

Engineering Failure Analysis 2024

参数信息

周向贯穿裂纹长度

153 mm

裂纹萌生提前时间

1126 cycles

总裂纹扩展寿命

1646 cycles

技术优势

首次揭示微观合并特征

识别出台阶、塑性脊、剪切滑移面、悬崖、高原和低地等微观合并特征，可用于区分多部位损伤中的不同裂纹。

全尺寸试验验证

在高速旋转试验台上完成了全尺寸空心叶轮疲劳试验，克服了以往仅依赖数值模拟的局限。

定量回溯失效过程

通过协同断口评估重构了多部位损伤的空间-时间演变，包括不同裂纹群的合并顺序和相互作用。

应用场景

• 航空发动机叶轮：为空心叶轮损伤容限设计提供全尺寸试验数据，避免仅依赖数值模拟。
• 机械部件疲劳评估：提供微观合并特征和定量断口方法，用于区分多部位损伤中的不同裂纹并回溯失效过程。