航空发动机花键副磨损失效影响因素分析及摩擦层演化机理,Engineering Failure Analysis

渐开线花键轴广泛用于航空航天应用。花键在复杂的操作条件下经常因磨损而发生严重故障，其预期寿命往往达不到预期。我们对航空发动机渐开线花键进行了仿真和表征，该花键在航空发动机实际飞行 1000 小时后失效。结果表明，仿真分析的局部应力集中区域与实际花键副磨损严重区域相吻合。渐开线花键子集的微观结构和错位会影响磨损和效率损失。使用离子束原位切割和高分辨率传输表征技术分析微动摩擦层。存在高密度位错层状结构和由马氏体在摩擦层中发生强烈塑性变形形成的氧化物纳米颗粒，并且在纳米级层状结构和氧化物颗粒中都发现了微裂纹。结合上述表征结果，提出了驱动轴失效的微观机理和模型。脆性氧化物内部形成的裂纹和纳米级薄片是微动磨损最终失效的主要原因。上述机理为加深对花键副失效过程和本质原因的认识，改进生产工艺，提高花键副使用寿命提供了理论依据。在纳米层状结构和氧化物颗粒中都发现了微裂纹。结合上述表征结果，提出了驱动轴失效的微观机理和模型。脆性氧化物内部形成的裂纹和纳米级薄片是微动磨损最终失效的主要原因。上述机理为加深对花键副失效过程和本质原因的认识，改进生产工艺，提高花键副使用寿命提供了理论依据。在纳米层状结构和氧化物颗粒中都发现了微裂纹。结合上述表征结果，提出了驱动轴失效的微观机理和模型。脆性氧化物内部形成的裂纹和纳米级薄片是微动磨损最终失效的主要原因。上述机理为加深对花键副失效过程和本质原因的认识，改进生产工艺，提高花键副使用寿命提供了理论依据。脆性氧化物内部形成的裂纹和纳米级薄片是微动磨损最终失效的主要原因。上述机理为加深对花键副失效过程和本质原因的认识，改进生产工艺，提高花键副使用寿命提供了理论依据。脆性氧化物内部形成的裂纹和纳米级薄片是微动磨损最终失效的主要原因。上述机理为加深对花键副失效过程和本质原因的认识，改进生产工艺，提高花键副使用寿命提供了理论依据。

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