航空发动机复合材料机匣损伤模式与修复技术

概述了航空发动机复合材料机匣的损伤模式,提出了复合材料机匣修复的工作思路,总结并对比了航空发动机复合材料机匣的修复技术。     

航空发动机损伤叶片再制造修复方法与实现

航空发动机叶片长期工作在高温、高压和高速的环境下,极易出现损伤。但是,损伤叶片的再制造修复技术一直被国外垄断,国内航空公司不得不花费大量的资金和时间将受损叶片送往国外维修。针对此问题,提出一种航空发动机损伤叶片再制造修复方法。首先,对损伤叶片进行失效特征分析,评价修复可行性;其次,获取并处理叶片点云数据,提取叶片截面的边界曲线,重建叶片数字化模型,通过布尔运算得到加工目标模型;再次,采用激光熔覆和自适应加工方法,对损伤叶片进行再制造修复;最后,分别对叶片三维数字化模型与实物进行精度检测和误差分析。结果表明,利用该方法建立的叶片数字化模型具有较好的精度和光顺性,再制造修复误差满足发动机维修手册的要求。     

胶接修复工艺的复合材料外涵机匣强度分析

航空发动机结构复材化是发动机减轻质量的主要途径。针对复合材料外涵机匣服役后的损伤特点,选用胶接修复工艺进行机匣修补。研究了不同胶接修复方法的修复效果和适用范围。基于三维渐进损伤方法,使用Abaqus软件建立了复合材料外涵机匣典型件胶接修复模型,对机匣危险区域损伤孔边和翻边处模拟了复合材料损伤的产生和演化,预测了使用填胶修复和预浸料修复的典型件模型静拉伸强度和实际机匣模型的静压缩强度。结果表明：损伤深度不超过厚度的10%时采用填胶修复以恢复气动外形,损伤深于厚度的10%至贯穿时预浸料修复能同时恢复机匣的强度和刚度。     

某型发动机铝合金密封面划痕修复研究

基于某型发动机铝合金隧道管密封面损伤情况,分析了隧道管的材料、损伤原因及损伤形式,制定出隧道管不同损伤程度的划痕修复措施.若划痕深度小于0.1mm,采用打磨的方式消除划痕;若划痕深度大于0.1mm,采用涂抹胶粘剂的方式修复划痕.对修复后的隧道管进行充分的试验验证,试验结果满足隧道管技术指标和使用要求.本文结论可为铝合金...     

焊接技术在航空部件修复中的应用

<正>航空部件焊接修复是指采用先进的焊接材料和相适应的焊接方法,对损伤的航空部件进行修复,使其恢复原始尺寸,并进行无损检测、失效分析、组织和力学性能分析、可靠性评估等评价,使其性能达到或超过新品,或者满足一个大修周期的要求。航空部件焊接修复的主要对象包括服役后的损伤部件和新品制造过程中的超差部件。飞机和航空发动机部件修复常用的焊接方法有电弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、真空钎焊、感     

压气机转子叶片类零件的制造与修复技术

随着发动机对推重比、结构可靠性和精度一致性要求的不断提高,整体化结构在发动机中的应用越来越多,如整体叶盘在发动机风扇、压气机等转子部件上的广泛采用。这类零件在结构简化、减重增效的同时也对制造工艺提出了更高的要求。另外,由于整体叶盘运行过程中经常受到磨损、冲击以及冷热疲劳等作用,极易产生裂纹、腐蚀和磨损等缺陷,如何对存在缺陷和损伤的叶片进行修复加工,也逐渐成为发动机设计和制造人员关注的重点。     

V2500发动机反推平移门外筒局部缺失修复

检查发现V2500发动机反推平移门外筒蒙皮存在撕裂脱落型损伤,而结构修理手册中无对应修理方法,属于超手册损伤。南航沈阳维修基地采用预固化加强板的补片修理法完成了该局部缺失的修复工作,并通过力学测试证明修复件满足性能要求,获得了民航东北管理局的正式授权。     

单晶涡轮叶片高能束修复研究进展

单晶涡轮叶片高能束增材再制造是修复磨损、烧蚀和裂纹等损伤缺陷的主要方式，是航空发动机热端部件特种加工领域最具挑战性的工作之一，其中蕴含的外延生长组织接续与调控机制、内部冶金缺陷控制等科学问题和关键工艺尚未完全突破。梳理了熔焊熔池内凝固组织定向生长的理论发展，基于已有的枝晶异质形核和异向生长理论，构建了单晶高能束修复的基础原理框架；详细分析了“修复工艺-熔池特性-凝固组织”之间的内在关联，提出了保持单晶连续稳定生长的工艺调控准则和熔池监控方法；总结了修复区γ′相等微观组织以及热裂纹、气孔等冶金缺陷的演化规律和调控手段，凝练了单晶修复面临的主要挑战。此外，介绍了航空发动机热端部件再制造领域相关的国外重大研究计划，并对今后研究方向和发展趋势进行总结和展望。     

某型发动机典型可修复附件可靠性分析

针对传统方法评估航空发动机可修复件可靠性指标的部分不合理性,从外场可靠性信息特点着手,结合可修复件的结构特性,应用随机过程理论完善整个可修复附件的可靠性评估过程。基于可靠性评估模型、可靠性评估指标及外场数据等特点,提出了某型发动机可修复附件可靠性评估分类方案,为合理确定可修复附件的可靠性和维修性指标奠定了基础。     

某型航空发动机带扳手的轴承座修复工艺研究

针对某型航空发动机带扳手轴承座的主要故障——螺纹磨损,从产生原因、修理方式、修复工艺等方面进行了分析研究,进行了多次改进试验,并在焊后采用无损探伤检查修复效果,修复合格的带扳手轴承座质量稳定,工厂试车合格。结果表明,带扳手轴承座的修复技术降低了发动机的维修成本,提高了轴承座的可靠性。     

航空发动机风扇叶片硬物冲击损伤特征

通过对国内近20年民用航空发动机风扇叶片外物损伤数据调研与统计分析,筛选最具典型特征的硬物冲击损伤数据,依据发动机维修手册对风扇叶片损伤类型特征进行了分类,研究损伤类型与发动机类型的相关性和差异性、损伤发生位置特征、损伤尺寸特征等内容.分析结果表明:发动机风扇叶片硬物冲击损伤类型表现出多样化特征,其中缺口和凹坑两类损伤类型发生概率较大,而且不同损伤类型在特定发动机型号中又存在一定的差异性.通过对损伤位置与尺寸特征的分析,表明风扇叶片的损伤位置存在一定的集簇统计规律,缺口的损伤尺寸特性存在一定的统计分布规律.研究结果能够为航空发动机风扇叶片实际的维护维修工作提供相关技术参考.      

国内首家航空关键件维修工程技术中心成立

<正>2014年3月,中航工业北京航空材料研究院航空关键件维修工程技术中心正式成立,该中心是以中航工业航材院的先进材料和制造技术为基础,主要对损伤的航空关键件进行修复或改造,使其至少满足一个翻修周期的使用要求,具体包括部件服役后的损伤检测与评估及损伤部件尺寸恢复、到寿部件延寿、新品制造过程中超差部件尺寸及组织性能的恢复。该中心针对各类航空发动机及辅助动力装置、飞机、地面燃气轮机部件损伤缺陷,采用激光3D打印、真空钎焊、表面工程、热处理等先进技术进行     

某型事故飞机机翼损伤修理研究

某架飞机冲出跑道造成机翼损伤需进行相关修复工作。由于该事故机机翼损伤严重,涉及整体油箱等关键部位,修复风险和修复难度大,经过对事故机翼的损伤评估、强度计算,实施修理措施,实现了机翼整体修复的目标。     

飞机端轴颈的激光3D熔覆维修

端轴颈是飞机上固定发动机的关键承力件,经过一个翻修周期后端轴颈表面出现了损伤故障,采用激光3D熔覆技术对故障区域进行了局部修复,结果表明采用激光3D熔覆技术对飞机端轴颈表面的损伤故障进行维修是可行的。     

航空发动机叶片表面损伤与检测研究进展

航空发动机叶片的工作环境极其恶劣,表面会出现各种类型的损伤。在损伤早期进行表面检测能够有效预防因损伤扩展导致的叶片失效断裂。发动机叶片表面损伤的检测和评估主要由人工操作,严重依赖工作经验,但人工检测不仅效率低下,而且检测结果容易受到人为因素的影响。为了高效、高精度地检测发动机叶片表面损伤,从叶片失效形式出发,综述了发动机叶片在停放和运行2种状态下的损伤机理,并重点阐述了涡流检测、渗透检测等常用于叶片表面损伤检测的方法。总结了基于机器视觉的检测技术,分析机器视觉检测面临数据集稀缺和单一性的挑战,认为收集大量数据并进一步完善评估标准是未来发动机叶片表面损伤检测系统研究的重点方向。     

发动机热端部件焊接修复技术的研究应用进展

为满足恶劣工况下的使用要求,热端部件通常采用复杂结构设计,并精心选用最佳的材料和制造工艺,但使用过程中还是会出现不可避免的损伤.更换新件成本昂贵,而受损件仍具有修复利用价值,所以世界各航空大国均投入了大量的人力、物力、进行发动机热端部件修复和再利用技术研究.     

航空发动机内部损伤的三维测量与重建

针对航空发动机内部重要部件结构损伤 ,如燃烧室烧伤和腐蚀、叶片裂纹、碰磨及凹坑等的孔探检测问题 ,开发了发动机内部损伤的三维测量与重建系统。该系统利用日本OLYMPUS孔探仪作为系统硬件 ,实现了图像采集、摄像机标定、图像预处理、立体匹配、三维计算及重建等功能模块 ,该系统能够为详细观察和评价发动机内部损伤提供了更为准确和直观的依据。应用实例验证了方法的有效性     

民用航空发动机持续适航维修特性评估

持续适航维修是保证民用航空发动机安全运行的重要环节。为了给评估维修品质提供参考依据,应用因素分析法,基于卡方检验方法和广义Logistic模型,提出了1种民用航空发动机持续适航维修特性评估方法。选取具有研究意义的国内主要航空公司近20年来民用航空发动机风扇叶片硬物冲击损伤持续适航维修记录数据,参考发动机维修手册中硬物冲击损伤的分类与维修方法对风扇叶片硬物冲击损伤持续适航维修特性进行分析。结果表明:维修特性涵盖的发动机类型、损伤类型与损伤处理方式等关键因素之间存在较为明显的相关性,特定的损伤类型更倾向于采用确定的损伤处理方式以满足持续适航要求。研究结果与航空公司持续适航维修方案一致,该评估方法能够为民用航空发动机持续适航维修方案的制定提供一定的工程技术参考。     

WP7系列发动机涡轮导向器叶片盖板的钎焊修复

采用真空钎焊的方法对WP7系列发动机涡轮导向器叶片盖板进行了修复,介绍了修复过程及工艺。修复后的叶片经目视及荧光检验未发现表面裂纹,该修复工艺已成功用于WP7系列发动机涡轮导向器叶片盖板的批量修复,年修复量约1000件。     

V2500进气道声衬结构典型损伤修理浅析

以V2500发动机进气道声衬结构表面金属丝网典型的分层损伤为例,浅析其检查修理方法,并结合维修过程中的实际经验数据,对不同程度损伤修理方法的选用进行分析总结,提出使用低粘性胶带检测法可以更加准确地检查判定修理损伤,降低修理后分层损伤继续扩展的风险,减少不必要的临时停场换件。同时,针对大面积金属丝网分层损伤提出了经济可持续的金属丝网更换方案,可在不影响原有进气道声衬结构有效消音面积的情况下对损伤进行修复。