因失效可能引起航空發動機危害性事故的部件被定義為航空發動機限壽件,其包括發動機的主要轉子結構件和部分靜子結構件,如各類旋轉輪盤和承壓機匣等。相關航空發動機適航規章FAR/CCAR-33.70條款及AC 33.14、AC 33.70-1均明確要求,必須對限壽件開展壽命期內的概率失效風險評估工作。對此,國外從評估方法到基礎數據庫積累均取得良好進展,開發了成熟的概率失效風險分析方法,并建立了一整套分析理論及流程;而國內的研究尚處于起步階段。
目前,概率失效風險評估主要通過斷裂力學來分析部件失效,利用應力-強度干涉理論并考慮材料參數、缺陷分布及載荷等變量的隨機性,對失效概率進行定量分析。在斷裂力學計算時,一般選取區域內最大應力作為整個區域的等效應力,即基于局部的等效應力轉化方法。但這一方法在計算確定壽命期內的概率失效風險時,得到的結果通常偏保守。
本期《航空發動機限壽件概率失效風險評估的等效應力轉化》一文,以某型航空發動機離心壓氣機盤這一典型限壽件為例,提出一種將區域內所有節點在飛行循環內的應力轉化為等效應力的方法,即基于全局的等效應力轉化方法。將轉化后的等效應力作為概率失效風險評估的輸入條件,可獲得更為精確的失效風險結果。