如何延长航空发动机叶片的疲劳寿命？

根据有关统计，大约有80%以上的结构强度破坏是由疲劳破坏造成的。而航空发动机零件由疲劳破坏造成的失效所占比例更大。航空发动机零件失效，大多数因强度失效、磨损失效和腐蚀失效等材料表面不能胜任苛刻工作条件所致，而且大多数发生在零件的表面和近表面，或者先从表面开始向内部扩散所致，进而显著影响发动机的性能与寿命。

叶片是一类典型的自由曲面零件，加工这类零件时都有一个特点：薄，加工时易变形，并且材质通常为不锈钢、蒙乃尔合金、INCONEL、钛和镍为基础的难加工合金材料，更增添了加工的困难度，同时对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求。

裂纹是发动机机叶片最致命的缺陷。而航空发动机叶片的工作条件非常恶劣，致使叶片经常受到冲击、摩擦，同时还忍受着高温的灼烧和冷热疲劳，叶片容易产生各种各样的裂纹，如果不能及时发现并处理，会对飞机飞行安全带来极大的威胁，所以采用有效的方法来发现叶片中的裂纹一直是科学家们追求的。

据统计，在航空发动机事故中，叶片振动疲劳问题是导致结构破坏的最主要因素。叶片疲劳主要与它的材料性能、结构尺寸与服役工况有关。叶片所使用的金属材料和其他材料一样，在外力作用下都会发生变形，产生裂纹，随着外力逐渐增大进而导致断裂，这种断裂称为“一次性过载断裂”。

当金属结构件长期承受较低的交变载荷后，也会在结构或材料的薄弱处逐渐萌生裂纹，引发断裂，这就是“疲劳”现象。疲劳现象比较隐蔽，不容易察觉。材料断裂前经过了长时间的裂纹萌生期，直到有一刻突然断裂，因此，造成的损失也较为严重。

视频来源：航空工业

为确保发动机叶片正常运转，聪明的工程师们，在结构设计时，避免了应力集中和结构薄弱处的存在。并且，在选择制造叶片的原材料时，为了保障材料性能，对材料进行了大量的检测工作。

飞机上的疲劳现象无法完全避免，但通过科研人员的诸多努力，大大规避了疲劳现象带来的危害，从而保证我们能有一段更加安全美好的飞行旅程。

（疯狂机械控）

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