一种单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法技术

本申请属于航空发动机设计领域，为一种单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法，通过确定对应的气膜孔的特性要求和性能指标，保证测试目标叶片满足使用需求，通过制造完成的打孔工艺模拟件和打孔工艺试验件确定典型失效模式对应的各个试验项目，而后确定不同试验项目的试验参数和试验流程，控制打孔工艺模拟件和打孔工艺试验件按照设定的试验项目进行试验，采集并统计试验结果数据；试验完成后，分别进行单项性能指标评价和综合性能评价，从而实现对气膜孔的定量评价。形成一种系统完善、效率高和科学严谨的单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法，可对叶片的打孔工艺质量、损伤情况进行分级评价。质量、损伤情况进行分级评价。质量、损伤情况进行分级评价。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法


[0001]本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法。

技术介绍

[0002]涡轮叶片是航空发动机及燃气轮机最重要的热端部件之一，长期处于不均匀的温度场和应力场等复杂环境下工作，面临长期蠕变，疲劳以及高温氧化、热腐蚀等多种损伤失效风险。为了满足高性能要求，气动设计希望涡轮叶片具有理想复杂的外形；为了降低工作状态下的叶片基体温度，冷却设计希望根据流道燃气温度分布情况，采用最高效的复杂冷却形式，使叶片温度场分布情况最佳；强度设计希望叶片接近等强度状态，材料得到最有效率的利用；工艺希望有宽松的制造工艺条件，提高成品率。然而各设计专业的要求是相互矛盾的，需要综合考虑各种要求进行工程设计，寻求各方都能满足要求的工程设计结果，使设计结果具有
[0003]较好的工程性和经济性。气膜孔的设计和加工，对叶片的性能和结构可靠性有重要影响。从叶片冷却设计的角度，为保证叶片冷却效果，对气膜孔的位置和角度有严格的要求；从强度设计的角度，为保证叶片具有足够的疲劳寿命，要求打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法，其特征在于，包括：基于测试目标叶片的实际使用需求，确定高压涡轮工作叶片的关注部位；根据测试目标叶片的类型，确定对应的气膜孔的特性要求和性能指标；根据测试目标叶片的结构特征分析结果设计并制造打孔工艺模拟件和打孔工艺试验件叶片，根据制造完成的打孔工艺模拟件和打孔工艺试验件确定典型失效模式对应的各个试验项目；确定不同试验项目的试验参数和试验流程，控制打孔工艺模拟件和打孔工艺试验件按照设定的试验项目进行试验，采集并统计试验结果数据；针对一性能指标，按照对应的试验结果数据绘制数据图表，并根据具体的试验类型计算工艺影响指数，对于不同的单项性能指标分别进行计算，直至获得所需的所有工艺影响指数；最后根据多项性能指标进行叶片综合性能评价，获取量化评价指标进行单晶高压涡轮工作叶片气膜孔的打孔质量评价。2.如权利要求1所述的单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法，其特征在于：所述试验项目包括打孔工艺模拟件持久试验、打孔工艺模拟件高周疲劳试验、打孔工艺模拟件低周疲劳试验、打孔工艺模拟件热疲劳试验、打孔工艺试验叶片振动疲劳试验、表面和解剖检查试验；除表面和解剖检查试验外，对于不同的试验项目，进行打孔工艺的选择包括电火花、电液束和激光。3.如权利要求2所述的单晶高压涡轮工作叶片气膜孔打孔质量评价方法，其特征在于：所述工艺影响指数分别包括持久影响指数、高周疲劳指数、低周疲劳指数、热疲劳影响指数、疲劳强度影响指数和加工影响指数；对于所述打孔工艺试验叶片振动疲劳试验，分别进行电火花工艺叶片振动疲劳试验和电液束工艺叶片振动疲劳试验，获得电火花工艺叶片振动疲劳强度和电液束工艺叶片振动疲劳强度，则振动疲劳强度影响指数为：P
R
′
＝σ
‑1′
/σ
‑1式中，P
R
′
——振动疲劳强度影响指数；σ
‑1——电火花工艺叶片振动疲劳强度；σ
‑1′
——电液束工艺叶片振动疲劳强度；对于所述打孔工艺模拟件高周疲劳试验，分别进行电火花工艺模拟件的高周疲劳试验和电液束工艺模拟件的高周疲劳试验，得到电火花工艺模拟件的高周疲劳寿命和电液束工艺模拟件的高周疲劳寿命，则高周疲劳寿命影响指数为：P
hS
′
＝lgN
hS
′
/lgN
hS
式中，P
hS
′
——高周疲劳寿命影响指数；N
hS
——电火花工艺模拟件的高周疲劳寿命；N<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志坤，迟庆新，卜嘉利，李懋源，何山，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：