主槳葉大梁疲勞斷裂斷口定量分析研究

劉高揚 ， 陳 星 ,2,3,4,5， 朱定金 ， 劉新靈 ,2,3,4,5， 劉春江 ,2,3,4,5， 劉昌奎 ,2,3,4,5

（1.中國航發北京航空材料研究院，北京 100095；2.航空工業失效分析中心，北京 100095；3.航空材料檢測與評價北京市重點實驗室，北京 100095；4.中國航空發動機集團材料檢測與評價重點實驗室，北京 100095；5.材料檢測與評價航空科技重點實驗室，北京 100095；6.中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001）

0 引言

直升機具有垂直升降、懸停、小速率向前或向后飛行的特點，是典型軍民兩用產品，旋翼槳葉作為直升機的主要部件，高速轉動的主槳葉與氣流形成相對運動，使槳葉上表面產生負壓，槳葉下表面產生正壓，壓力差值為槳葉提供向上的氣動力。自動傾斜器操縱使得旋翼產生合力，為直升機提供升力和各類運動操縱力。由于工作環境、受力狀態、內部構造、載荷譜等惡劣且復雜，這些特點決定了槳葉容易產生疲勞破壞，進而嚴重威脅飛行器的安全使用和經濟損失[1]。

一般來說，結構的壽命主要取決于主槳葉危險部位裂紋的萌生與擴展，而一般外場飛行的載荷譜復雜多變，隨機性強。必須通過飛行使用統計數據編制飛行譜。按飛行譜的飛行狀態進行飛行載荷實測，然后編制實測載荷譜；因此很難合理給定槳葉的載荷譜。而載荷譜對直升機槳葉壽命影響又非常顯著。合理的給出載荷譜與斷口典型特征的關聯性是評價構件裂紋擴展損傷行為和擴展壽命的關鍵。目前的研究大多集中在構件的壽命試驗[1]以及斷裂的定性分析，在金屬構件簡單載荷譜疲勞斷裂方面，國內外已有很多研究[2-7]，對于復雜結構和復雜載荷譜的定量分析鮮有報道。……