Статья 11116

Название статьи

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УЧЕТОМ ФРАКТОГРАФИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ

Авторы

Смыслов Анатолий Михайлович, доктор технических наук, профессор, кафедра технологии машиностроения, Уфимский государственный авиационный технический университет (Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12), tm@usatu.ru
Смыслова Марина Константиновна, кандидат технических наук, доцент, кафедра оборудования и технологии сварочного производства, Уфимский государственный авиационный технический университет (Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12), tm@usatu.ru
Дубин Алексей Иванович, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра технологии машиностроения, Уфимский государственный авиационный технический университет (Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12), tm@usatu.ru
Сазанов Вячеслав Петрович, кандидат технических наук, доцент, кафедра сопротивления материалов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет) (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sazanow@mail.ru
Павлов Валентин Федорович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сопротивления материалов, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет) (Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34), sopromat@ssau.ru

Индекс УДК

621.787:539.319

Аннотация

Актуальность и цели. Объектом исследования являются лопатки компрессора газотурбинного двигателя из титанового сплава ВТ6, подвергнутые комплексной вакуумной ионно-плазменной обработке (КВИПО). Предметом исследования являются микроструктура и остаточные напряжения поверхностного слоя лопаток после КВИПО в сравнении с лопатками, изготовленными по серийной технологии. Цель работы – исследование влияния КВИПО на многоцикловую усталость лопаток компрессора и объяснение причин повышения предела выносливости.
Материалы и методы. Исследования микроструктуры, распределения остаточных напряжений в поверхностном слое, а также сопротивления многоцикловой усталости лопаток компрессора выполнены экспериментальными методами.
Результаты. Применение КВИПО лопаток компрессора из титанового сплава ВТ6 повышает предел выносливости на 10 % и обеспечивает меньшее его снижение при эксплуатации по сравнению с серийной технологией изготовления лопаток.
Выводы. Применение КВИПО поверхности лопаток обеспечивает больший уровень сжимающих остаточных напряжений и большую их релаксационную стойкость по сравнению с серийной технологией, что является причиной повышения предела выносливости лопаток компрессора. Для оценки влияния КВИПО на приращение предела выносливости лопаток компрессора из титанового сплава ВТ6 с достаточной для практики точностью можно использовать критерий среднеинтегральных остаточных напряжений.

Ключевые слова

лопатка компрессора, комплексная вакуумная ионно-плазменная обработка, остаточные напряжения, предел выносливости

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Ку дрявцев, И. В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении / И. В. Кудрявцев. – М. : Машгиз, 1951. – 278 с.
2. Биргер, И. А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. – М. : Машгиз, 1963. – 232 с.
3. Су лима, А. М. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / А. М. Сулима, М. И. Евстигнеев. – М. : Машиностроение, 1974. – 256 с.
4. Жернаков, В. С. Сопротивление материалов – механика материалов и конструкций : учеб. / В. С. Жернаков. – Уфа : УГАТУ, 2012. – 495 с.
5. Абраимов, Н. В. Авиационное материаловедение и технология обработки металлов / Н. В. Абраимов, Ю. С. Елисеев, В. В. Крымов. – М. : Высшая школа, 1998. – 444 с.
6. Солонина, О. П. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы / О. П. Солонина, С. Г. Глазунов. – М. : Металлургия, 1976. – 448 с.
7. Определение остаточных напряжений в поверхностном слое пера лопаток двигателей. Методические материалы. – М. : НИАТ, 1965. – 20 с.
8. Павлов, В. Ф. О связи остаточных напряжений и предела выносливости при изгибе в условиях концентрации напряжений / В. Ф. Павлов // Известия вузов. Машиностроение. – 1986. – № 8. – С. 29–32.
9. Павлов, В. Ф. Прогнозирование сопротивления усталости поверхностно упрочненных деталей по остаточным напряжениям / В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичев, В. С. Вакулюк. – Самара : Изд-во СНЦ РАН, 2012. – 125 с.
10. Радченко, В. П. Наибольшая величина сжимающих остаточных напряжений при поверхностном упрочнении деталей / В. П. Радченко, В. Ф. Павлов // Прочность материалов и элементов конструкций : тр. Междунар. науч.-тех. конф. – Киев : ИПП им. Г. С. Писаренко НАН Украины, 2011. – С. 354–357.
11. Смыслов, А. М. К вопросу о релаксационной стойкости лопаток компрессора из титановых сплавов / А. М. Смыслов, М. К. Смыслова, А. И. Дубин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева. – 2011. – № 3 (27). – Ч. 2. – С. 227–232.
12. Кирпичев, В. А. Прогнозирование предела выносливости поверхностно упрочненных деталей при различной степени концентрации напряжений / В. А. Кирпичев, А. С. Букатый, А. П. Филатов, А. В. Чирков // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2011. – Т. 15, № 4 (44). – С. 81–85.

 

Дата создания: 25.05.2016 15:20
Дата обновления: 30.06.2016 16:06