Представлено напряженно-деформированное состояние лопатки компрессора с повреждениями на поверхности корыта у входной кромки в форме "выкружки" радиусами R 0,1; R 0,25; R 0,5 мм в шести сечениях от 27,6 до 57 мм от подошвы хвостовика.

Представлено напряженно-деформированное состояние лопатки компрессора с повреждениями на входной кромке в форме "выкружек" радиусами R 0,25; R 0,5 и R 1,0 мм в шести сечениях от 27,6 до 57 мм от подошвы хвостовика.

Особенностью авиационных двигателей является необходимость сочетания высоких рабочих параметров и низкого удельного веса, надёжности конструкции и высокой прочности материалов. Оптимальное сочетание этих условий может быть реализовано при использовании вероятностно-статистических подходов, применяемых для оценки запасов прочности основных деталей двигателей. Предложены методы определения статистических запасов по напряжениям, разрушающей частоте вращения и циклической долговечности дисков.

Предложена методика, позволяющая повысить достоверность прогнозирования запасов по разрушающей частоте вращения дисков и уменьшить объем экспериментальных исследований за счет введения поправочных коэффициентов, определенных на основании результатов разгонных испытаний дисков типовых конструкций, отношения предела текучести к пределу прочности, а также пластичности материала.

Представлено напряженно-деформированное состояние лопатки компрессора с имитацией повреждений на входной кромке в виде клиновых надрезов в различных сечениях пера от 27,6 до 57 мм от подошвы хвостовика.

Рассмотрено влияние алмазного выглаживания поверхности сопряжения отверстия с поверхностью вала на сопротивление усталости тонкостенных валов. Приведены результаты испытаний на усталость, измерения шероховатости и микротвердости образцов из стали ЭП 609.

Исследовано влияние обработки лопаток компрессора из титановых сплавов стальными шариками в магнитном поле на параметры поверхностного слоя и прочностные характеристики лопаток. Установлено формирование благоприятных характеристик поверхностного слоя по сравнению с лопатками, упрочненными по серийной технологии. Предложенный способ упрочнения лопаток компрессора с тонкими кромками позволяет дифференцированно обрабатывать перо лопатки без искажения ее геометрии. Упрочнение лопаток стальными шариками в магнитном поле позволяет значительно повысить прочностные характеристики лопаток: предел выносливости повышается на 24 % по сравнению с лопатками, упрочненными УЗУ по серийной технологии.

Предложен метод повышения сопротивления усталости мест концентрации напряжений на тонкостенных валах алмазным выглаживанием. Установлено влияние режимов алмазного выглаживания на характеристики поверхностного слоя и предел выносливости. Даны рекомендации по определению оптимального режима выглаживания.

Исследовано влияние режимов обработки лопаток компрессора из титановых сплавов стальными шариками в магнитном поле на формирование характеристик поверхностного слоя. Установлена возможность формирования благоприятной эпюры остаточных напряжений сжатия, степени наклепа, шероховатости поверхностного слоя путем подбора параметров режима обработки. В ходе проведенных исследований установлен оптимальный режим, который обеспечивает наиболее благоприятное сочетание характеристик поверхностного слоя.

Исследовано влияние обработки стальными шариками в магнитном поле на усталостную прочность лопаток компрессора. Обработка лопаток шариками в магнитном поле приводит к повышению предела выносливости.

Предложена расчетно-экспериментальная методика оценки долговечности шарикоподшипника по пересчету фактической наработки такого же подшипника, достигнутой при испытаниях в составе другого двигателя в отличающихся условиях нагружения - при других нагрузках и частотах вращения. Выполнена верификация предложенной методики на примере обоснования работоспособности шарикоподшипника, установленного в опоре одного ротора с использованием достигнутой наработки такого же шарикоподшипника, установленного в опоре второго ротора двухроторного вспомогательного двигателя.

Предложен упрощенный метод мониторинга выработки ресурсов основных деталей авиационных двигателей, предназначенный для учета выработки ресурса, в случае временной неработоспособности автоматизированного программного комплекса. Метод основан на использовании известного простейшего счетчика наработки и позволяет частично учесть влияние условий эксплуатации двигателя, в частности температуры на входе в двигатель, на количество выработанных типовых эксплуатационных циклов. На примере ряда основных деталей двигателя АИ-450-МС показано, что предложенный упрощенный метод мониторинга позволяет снизить уровень погрешностей известного простейшего счетчика наработки до двух раз.

Описан и проанализирован алгоритм метода "дождя" для выделения циклов нагружения по значениям эквивалентных напряжений, используемый в настоящее время в программном комплексе мониторинга выработки ресурса основных деталей газотурбинного двигателя. Выявлена неустойчивость этого метода при идентификации циклов по значениям эквивалентных напряжений. Предложено усовершенствовать используемый алгоритм путем перехода анализатора циклов на значения повреждаемостей, рассчитанных при размахе напряжений от нуля до текущего значения. На примере диска центробежного компрессора вспомогательного ГТД показана работоспособность и эффективность предложенного модернизированного алгоритма.

Исследованы технологические возможности метода обработки лопаток компрессора из титанового сплава ВТ8М стальными шариками в магнитном поле на усталостную прочность лопаток. Установлено, что упрочнение кромки пера лопаток после нанесения забоин приводит к повышению предела выносливости лопаток по сравнению с исходными, что, в свою очередь, позволяет увеличить ресурс работы лопаток.

Приведены результаты экспериментально-расчетных исследований по определению скорости роста трещины усталости в титановых сплавах. Проанализирована возможность применения корреляционных зависимостей между экспериментальными значениями скорости роста трещины усталости при различных температурах.

Представлена методика определения механических характеристик материалов для современных авиационных газотурбинных двигателей по результатам испытаний образцов на одноосное растяжение в условиях повышенных температур. Методика позволяет учитывать погрешности измерения, возникающие при использовании датчиков деформации современных испытательных систем вследствие несоосности силовой цепочки и влияния температуры. Апробация методики проиллюстрирована на примере одноосного растяжения образцов из сплава ЭИ962 (11Х11Н2В2МФ).

Исследовано влияние обработки стальными шариками в магнитном поле на микроструктуру, параметры поверхностного слоя и предел выносливости сварных образцов из титанового сплава ВТ3-1.

Цель работы - исследовать характеристики поверхностного слоя и диссипативные свойства наноструктурированных покрытий лопаток ГТД. Исследования проводили на лопатках из титанового сплава ВТ3-1, покрытых наноструктурированной медью и серебром после ультразвукового упрочнения шариками. Покрытия получали методом электронно-лучевого испарения и конденсации материала покрытия в вакууме [3]. Испытания по исследованию диссипативных свойств проводили на виброэлектродинамическом стенде ВЭДС-400 согласно [11]. Рентгеноструктурные исследования проводились на дифрактометре ДРОН-3 в медном монохроматическом излучении с фильтрацией дифракционных отражений и компьютерной обработкой данных. Приведены результаты исследований диссипативных свойств наноструктурированных покрытий из меди и серебра рабочих поверхностей лопаток. Показано, что лопатки обладают большей демпфирующей способностью, чем исходные без покрытия; причем конденсаты из наноструктурированной меди приводят к большей диссипации энергии. Результаты измерения шероховатости и микротвердости свидетельствуют о том, что покрытие не ухудшает качество поверхности и не приводит к изменению твердости подслойной области и сердцевины. Установлено, что покрытие пера лопаток из наноструктурированной меди и серебра не приводит к снижению выносливости лопаток и не изменяет частоту собственных колебаний лопатки. Установлено, что наноструктурированные покрытия меди и серебра текстурованы и имеют ориентационное расположение плотноупакованных плоскостей (111) и, частично, плоскостей (100), параллельно поверхности лопатки, что должно обеспечивать хорошее сцепление покрытия с поверхностью лопатки. Установлено, что покрытие пера лопаток наноструктурированной медью приводит к значительному повышению демпфирующей способности лопаток и обеспечивает благоприятные характеристики поверхностного слоя, что позволяет рассматривать его в качестве возможной составляющей композитных защитных покрытий лопаток ГТД.