Analys av turbinskivans livslängd

Turbinskivan är en av de centrala komponenterna i flygmotorn. Det är en komponent som används för att montera och fästa turbinbladen för att överföra kraft. Den arbetar i en högtempererad, höghållnings- och höghastighetsmiljö och har extremt höga krav på strukturella material. Flygmotorer är produkter med högprecisionsteknik. För att öka motornas driftenhetvikt och uppfylla de ständigt ökande prestationsefterfrågan från flygplanen förbättras deras prestationsspecifikationer kontinuerligt. Under dessa omständigheter ökar kraven på material för turbinskivor.
Turbinskivan är den översta av de sex huvudkomponenterna i gasturbinen. Dess säkerhet och livslängd har en särskilt viktig position i gasturbiner. Turbinskivan cirkuleras.
Utöver begränsningen av antalet tillfällen finns det också en begränsning av tjänstetiden. Folk lägger stor vikt vid livslängden på turbinskivan, förmodligen av följande huvudsakliga skäl:
1. Turbinskivan är stor i storlek, tung i vikt och hög i hastighet. Medelvärdet av snittspänningarna för turbinskivan i moderna gasturbiner vid maximal hastighet har blivit
ökad till 758MPa. Närmar sig eller överstiger tröskelvärdet för många material som används i turbinsskivor.
2. Tillverkningskvaliteten av turbinskivan är svår att kontrollera. För närvarande består de turbiner som används i stora mängder av en enskild del och går igenom komplexa processer. För att stabilisera kvaliteten på varje skiva måste det säkerställas att varje process har en stabil nivå. Detta är svårt att göra, särskilt för vissa storskaliga lager.
3. Under användning går turbinskivan igenom komplexa förändringar i medium, temperatur och spänning. Särskilt för turbiner på militära motorer har denna förändring slumpmässiga egenskaper, vilket skapar stora svårigheter för livstidsförutsägelsen och kontrollen av turbinskivan.
4. Efter långtidsanvändning av turbinskivmaterial kommer strukturen att försämras. Turbinskivmaterial som väljs i modern tid är vanligtvis högtemperaturslegeringar. Dessa legeringar förstärks av metastabila andra faser och karbider. Under långtidsanvändning, på grund av högtemperaturbelastning och åldring, kommer den andra fasen att klumpa sig samman och växa, karbiderna kommer att förändra form och vissa kommer att precipitera skadliga spröa faser, vilket resulterar i en övergripande minskning av legeringens styrka och plasticitet.
Sammanfattningsvis kan vi se ett par skarpa motsägelser: å ena sidan, eftersom turbinskivan har en särskilt viktig position i gasturbinen, måste man kunna noggrant förutsäga och kontrollera dess livslängd; å andra sidan, på grund av att det finns många instabila, osäkra, komplexa och föränderliga faktorer i produktionen och användningen av turbinskivan, är det svårt att förutsäga och kontrollera dess livslängd. Just detta par av motsägelser främjar den kontinuerliga och djupgående utvecklingen av forskningsarbetet om livslängdsanalys och förutsägelser för turbinskivan, och driver också utvecklingen av relaterade discipliner.