Wpływ uszkodzenia krawędzi natarcia łopatek sprężarki silnika lotniczego na ich wytrzymałość zmęczeniową *

Influence of aircraft engine compressor blades leading edge damage on their fatigue strength

Author: Wojciech Obrocki, Amadeusz Setkowicz, Maciej Masłyk, Jan Sieniawski

Mechanik nr 03/2018 - Inżynieria materiałowa

STRESZCZENIE: Przeanalizowano wyniki badań wpływu długości uszkodzenia pióra łopatki sprężarki silnika lotniczego (z uwzględnieniem położenia tego uszkodzenia na krawędzi pióra) na jej wytrzymałość zmęczeniową w warunkach dużej liczby cykli. Opracowano kryteria klasyfikacji uszkodzeń łopatki oraz metodykę badań. Zaprojektowano i wykonano oprzyrządowanie do próby zmęczeniowej łopatek sprężarki. Do ustalenia źródła inicjacji pęknięcia zmęczeniowego i kierunku jego propagacji podczas próby zmęczeniowej zastosowano metodę fluorescencyjną.

SŁOWA KLUCZOWE: silnik lotniczy, sprężarka, łopatka, badania zmęczeniowe, wytrzymałość zmęczeniowa

ABSTRACT: Article presents the research results of aircraft compressor blade damage length and its position influence on fatigue strength under high number cycles conditions. The criteria for blade damage detection classification and test research methodology were developed. Designed and tested the instrumentation for compressor blades fatigue tests. Fluorescent method was used to determine the source of fatigue cracking initiation and its propagation direction during fatigue test.

KEYWORDS: aircraft engine, compressor, blade, fatigue tests, fatigue strength

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

Chen X., Hutchinson J.W. “Particle impact on metal substrates with application to foreign object damage to aircraft engines”. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 50, 12 (2002): s. 2669–2690.
Shabaycovitch V. “Competitiveness of products, equipment and technological processes in machine-building”. Advances in Manufacturing Science and Technology. 36, 1 (2012): s. 73–80.
Kowalewski Z.L. „Zmęczenie materiałów – podstawy, kierunki badań, ocena stanu uszkodzenia”. Materiały XVII Seminarium „Nieniszczące Badania Materiałów”, Zakopane 2011.
Kozakiewicz A. „Analiza uszkodzeń turbinowych silników odrzutowych”. Prace Instytutu Lotnictwa. 213, 22 (2011): s. 224–234.
Wyrzykowski W.J., Pleszakow E., Sieniawski J. „Odkształcenie i pękanie metali”. Warszawa: WNT, 1999.
Witek L. “Vibration analysis for detecting failure of compressor blade”. Engineering Failure Analysis. 25, 1 (2012): s. 211–218.
Sieniawski J. „Kryteria i sposoby oceny materiałów na elementy lotniczych silników turbinowych”. Rzeszów: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 1995.
Witek L. “Experimental crack propagation and failure analysis of the first stage compressor blade subjected to vibration”. Engineering Failure Analysis. 16, 7 (2009): s. 2163–2170.
Masłyk M., Obrocki W., Setkowicz A., Sieniawski J. “Experimental fatigue strength determination of damaged aircraft engine blades”. Advances in Manufacturing Science and Technology. 40, 4 (2016): s. 55–65.
Zakrzewski M., Zawadzki J. „Wytrzymałość materiałów”. Warszawa: PWN, 1983.
PN-76/H-04325:1976 Badanie metali na zmęczenie. Pojęcia podstawowe i ogólne wytyczne przygotowania próbek oraz przeprowadzania prób.
Nikhamkin N. “Crack propagation in turbojet blades. Experimental technique and results”. International Journal of Fatigue. 18, 8 (1996): s. 604–610.