Отзыв ведущей организации (Повышение надежности малоподвижных соединений деталей авиационных двигателей, подверженных в эксплуатации влиянию феттинг-коррозии)

«УТВЕРЖДАЮ» И.О. Технического директора Лыткаринского машиностроительного 0» Льпкаринский машиностроительный завод— филиал ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение« промзона Тураево, строение 9, с Пыткарино, Московская область Россия, 140080 тела (4951 552-43-94 факс: (495) 552-43-87 ОГРН 1020202388359, ИНН 0273008320 КПП 502643001 дата 2 8 «1 «8. ЙЪ9 стеров на На от Отзыв ведущей организации — Лыткаринского машиностроительного завода, филиал ОАО «УМПО» на диссертационную работу Хаинг Мин «Повышение надежности малоподвижных соединений деталей авиационных двигателей, подверженных в эксплуатации влиянию фреттинг-коррозии», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов».

Актуальность темы. Исследования причин разрушения малоподвижных соединений, очень важны для понимания физической природы фреттинга, поскольку позволяют целенаправленно повысить эксплуатационную надежность малоподвижных соединений, например, таких как замковые соединения лопаток компрессора. Не смотря на то, что процесс фреттинга известен давно, для предотвращения разрушений и повышения сопротивления фреттингу замковых соединений лопаток компрессора необходимо знание механизмов и параметров процесса, в зависимости от технологических методов обработки поверхности и материалов хвостовиков.

В диссертационной работе автором на основе анализа разрушения деталей определены основные физические параметры влияния фреттинга на сопротивление усталости лопаток компрессора, что предоставляет конструкторам необходимую информацию для проектирования узлов трения двигателей летательных аппаратов и энергоустановок (ДЛА и ЭУ). Таким образом, тема диссертационной работы является весьма актуальной. Структура и содержание диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников.

Работа изложена па 140 страницах текста, в том числе основной текст - 135 страниц, 48 рисунков, 11 таблиц, список использованных источников состоит из 39 наименований на 5 страницах. Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, приведена актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследования. В первой главе проводится аналитический обзор работ и анализ гипотез о механизме фреттинга и его влияния на образование дефектов и разрушений в конструкциях ДЛА и ЭУ, рассмотрены разнообразные примеры усталостных разрушений малоподвижных деталей ГТД.

Показано, что вопросам фреттинга в отечественной и зарубежной литературе до сих пор уделяется недостаточное внимание, сформулированы задачи исследования. Вторая глава посвящена анализу испытаний образцов и моделей замковых соединений лопаток компрессора в условиях циклического нагружения и фреттинга. Предложены методы повышения сопротивления фреттинг-усталости. Определены границы перехода между режимами фреттинга и перехода от фреттинга-износа к фреттинг-усталости.

В третьей главе рассмотрены использованные в работе методические вопросы. Особое внимание уделено методическим вопросам изучения процесса фреттинга и фреттинг-усталости современных конструкционных материалов и применяемых в ГТД. В четвертой ~лаве приведены результаты исследований влияния напряженно деформированного состояния (НДС) на фреттинг-усталость моделей натурных деталей: замковых соединений лопаток ГТД.

В заключении автор приводит выводы о проделанной работе и выработанных рекомендациях по повышению фреттингостойкости и фреттинг-усталости малоподвижных соединений ГТД и ЭУ путем использования оптимальных конструкций и технологических методов, обеспечивающих ресурс и надежность малоподвижных соединений ГТД и ЭУ. Научная новизна полученных результатов работы Заключается в исследовании ведущих факторов, определяющих интенсивность процесса фреттинга- износа и фреттинг-усталости. Предложена физическая модель процесса, определены границы перехода между различными видами разрушения поверхности контакта малоподвижного соединения. Моделирование фреттинга проводилось на стандартных образцах, из конструкционных материалов, которые применяются в при производстве лопаток компрессоров современных ГТД и ЭУ.

Значимость полученных результатов. На основе результатов выполненных исследований предложены конкретные конструктивные и технологические мероприятия, направленные на широкое использование для повышения ресурса и надежности малоподвижных соединений ГТД и ЭУ. Выделены три вида повреждений в зоне образования повреждений фреттинг- усталости: 1) подслойные трещины усталости в центре контакта; 2) образование каверн от фреттинг-износа твердыми окислами поверхности контакта; 3) образование от действие касательных напряжений усталостных трещин на границах контакта сопряженных поверхностей. Получены зависимости вида о~'Р 1 и о~р 1= 1Р) с учетом влияния фреттинга и показано существование некоторого критического диапазона величин амплитуд А.

перемещений и давлений Р, при которых имеет место наиболее резкое снижение сопротивления усталости исследованных материалов, поврежденных фреттингом при Ар= айаг и Р = сопз1. Металлографическими исследованиями образцов и деталей, поврежденных фреттингом, установлено, что очагами разрушения материала являются поверхностные микротрещины, образовавшиеся у границ локального контакта под действием знакопеременных нормальных и касательных напряжений или подслойные микротрещины, возникающие от действия касательных напряжений в центре локального контакта; — в зоне контакта при относительных перемещениях поверхностей сопряженных деталей в зависимости от соотношения касательных т, и нормальных о, напряжений может иметь место интенсивное разрушение поверхности типа абразивного износа со следами первоначального схватывания материала в виде сглаженных каверн и с выделением у границы контакта значительного количества продуктов окисления поврежденного материала, величина коэффициента трения при этом составляет 0,2 —: 0,4; — абразивное разрушение с преобладанием процесса схватывания (грубые каверны, налипание материала) и образованием продуктов окисления при коэффициенте трения ~= 0,4 —:0,55: Дана оценка несущей способности соединений лопаток компрессора с поверхностью пазов диска компрессора при действии фрретинга.

Испытания на фреттинг — усталость показали, что для титановых сплавов степень повреждения оказывается существенно выше, чем при испытаниях на усталость в условиях фреттинга. Для различных сочетаний пар из ряда материалов определены значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений К,ФР, необходимые для оценки пределов выносливости материала в условиях фреттинга: — величина эффективного коэффициента концентрации сплава ВТ8 с учетом 90',4 доверительного интервала среднее значение предела выносливости для вероятности разрушения 0,5составляет 2,25 —: 4,25; — для стали 1ЗХ11Н2ВМФ 1,9 —: 2,4; — для сплава АК4-1 1,4 —: 1,85.

Предложенные методики и результаты экспериментальных исследований являются значимыми для развития не только авиационно-космической науки, но и для других отраслей машиностроения. Рекомендации по использованию результатов и выводов диссертационной работы. Полученные в ходе проведения расчетных оценок и экспериментального исследования результаты имеют практическое применение в различных конструкторских бюро и предприятиях, занимающихся проектированием и исследованием ГТД и ЭУ. Анализ приведенных результатов показывает, что замковое соединение типа "ласточкин хвост", хотя и несложный конструктивный элемент, в эксплуатационных условиях находится в неоднородном (НДС), усугубляемом наличием фреттинга.

Анализ результатов усталостных испытаний сплавов АК4-1, ВТЗ и стали 13Х11Н2ВМФ в условиях фреттинга, а также замковых соединений, выполненных из тех же материалов, показал, что характеристики рассеяния выносливости в этих условиях остаются постоянными и не превышают соответствующих значений, определенных для данного материала при стандартных испытаниях на МнЦУ. Результаты работы могут быть использованы при проектировании двигателей и энергетических установок в Лыткаринском машиностроительном заводе филиале ОАО «УМПО» и в Центральном Институте Авиационного Моторостроения имени. П.И.