叶片疲劳试验,哪里做盐雾测试
振动疲劳检测
选取某级叶片中含条带叶片30 片,编号1#~30#分为A、B 两组,每组各15 片分别进行振动疲劳检测。A组:含有一条贯穿条带的叶片;B 组:含有一条未贯穿条带的叶片。
荧光检测
对振动疲劳有裂纹叶片进行荧光检测,确定裂纹部位。
开裂叶片断口分析
将振动疲劳有裂纹的叶片进行裂纹断口分析。
试验结果与分析
条带叶片的振动疲劳检测
采用榫头固持状态考核A 组、B 组的某级转子叶片的1 ~3 阶频率,测量3 片叶片的一阶弯曲振动应力分布,确定大振动应力位置,后考核A组、B 组的某级转子叶片一阶模态下的中值振动疲劳寿命(榫头开裂为无效叶片)。
⑴叶片固有频率测试。叶片正式测频之前先确定夹紧力矩大小,夹紧力矩的大小由试验确定。夹紧力矩与固有频率关系如图2所示,当试验系统不变时,对叶片逐渐加大夹紧力矩(横向顶紧叶片的螺栓的夹紧力矩),叶片固有频率值会逐渐升高,而当夹紧力加到某一定值时,固有频率不再升高,此时的夹紧力矩即为叶片频率测试的夹紧力矩。本次试验夹紧力矩为60N.m。叶片固有频率测试通过锤击法,经过传递函数分析完成叶片1~3 阶固有频率测试。
图2 夹紧力与固有频率关系图
⑵叶片应力分布。在一阶弯曲频率下测量叶片表面的应力分布,确定应力大区域。应变片贴在振动应力较大的地方,即叶片叶盆的进、排气边缘,叶背的中部。本试验应变片粘贴位置如图3所示。
图3 应变片粘贴位置示意图
将贴好应变片的叶片分别安装到电磁振动台上,调整振动台的激振力大小,使之达到一弯共振状态,记录数据。应力分布试验数据见表1(表中数据是对单片叶片大值的归一化值),应力沿叶高分布曲线见图4。由试验数据和曲线均可看出,大应力区域在叶背根部。
图4 应力沿叶高分布曲线图(2 号件)
表1 叶片应力分布试验数据(相对值)
⑶叶片应力-幅值标定试验。标定试验为随机抽取三件叶片,在叶背应力大区域贴应变片,经过反复贴片对比,确定三件叶片的大应力点均在9#位置(叶背根部),具体位置如图5所示。
图5 标定试验应变片粘贴位置示意图
在一弯共振频率下,调整振动台的激振力,读取不同激振力下叶尖的振动幅值(振动幅值测试精度为0.01mm)和应力值,利用小二乘法进行直线拟合,经计算确定幅值与应力的对应关系。
⑷叶片中值疲劳强度考核试验。采用升降法,完成A、B两组叶片中值疲劳强度考核试验。根据相关公式,得到一条贯穿条带叶片的中值疲劳极限值为490MPa;一条未贯穿条带叶片的中值疲劳极限值为480MPa。