Отзыв оппонента (Повышение надежности малоподвижных соединений деталей авиационных двигателей, подверженных в эксплуатации влиянию феттинг-коррозии), страница 2

В главе 3 «Сопротивление МнЦУ замковых соединений лопаток компрессора». Представлены результаты испытаний на усталость поврежденных фреттингом образцов, позволяющий получить данные о значении и влиянии исследованных факторов фреттинг-процесса на сопротивление усталости и оценить степень их значимости более простыми испытаниями.

Определенная на этом этапе несущая способность элемента конструкции при переменных нагрузках позволяет, с одной стороны, выявить его прочность в условиях фреттинг-усталости, а с другой - оценить степень приближения и эффективность результатов, получаемых при более простых испытаниях, когда сначала исследуется влияние основных факторов процесса фреттинга на повреждаемость материала, а затем дается оценка роли этих факторов в снижении предела выносливости поврежденного материала. Усталостная прочность замковых соединений, а также определение динамической напряженности хвостовиков и профильной части моделей вблизи хвостовика осуществлялось на разработанных в ЦИАМе испытательных машинах, известных как У-Зб1 и У-Зб2.

В главе 4 «Разработка физическоймодели проиесса разрушения деталей при воздействии фреттинга». Представлены результаты исследований напряженно деформированного состояния (НДС) при статическом нагружении замкового соединения типа «ласточкин хвост». Выявлено наличие неравномерности распределения контактных напряжений на рабочих гранях замковых соединений, которая увеличивается при совместном действии на хвостовик изгиба и растяжения от профильной части лопатки. Максимальная величина контактного давления на границах контакта может при этом повышаться примерно в три раза.

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. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В работе сформулированы 7 основных выводов, достоверность и новизна которых не вызывают сомнения. 1. Предложена физическая модель разрушения деталей при фреттинге в процессе эксплуатации. Установлено, что основными параметрами процесса фреттинга являются: амплитуда относительных перемещений сопряженных поверхностей; давление в зоне контакта; частота циклического смещения сопряженных поверхностей; количество циклов нагружен ия; природа контактирующих материалов; внешняя среда и температура, а также особенности состояния поверхности и поверхностного слоя.

2. Предложена комплексная методика испытаний образцов и деталей при действии фреттинга. Металло графическими исследованиями образцов, поврежденных фреттингом, показано, что очагами усталостного разрушения материала, как правило, являются трещины, образовавшиеся на участках локального контакта под действием нормальных и касательных нагрузок. В зоне контакта при относительных перемещениях сопряженных деталей в зависимости от соотношения касательных и нормальных нагрузок могут 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 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: — схватывание со следами продуктов окисления контактирующих материалов; коэффициенте трения около~ 0,55.

3. Испытаниями материалов лопаток компрессора в условиях фреттингкоррозии выявлена роль основных факторов процесса фреттинг-коррозии— амплитуды относительных возвратных перемещений и давления — в снижении сопротивления усталости ряда конструкционных материалов; — получены зависимости вида о'-т = з Ф~~ и О'-т = ~ 1Р)' с учетом влияния фреттинга; — показано существование некоторого критического диапазона величин амплитуд перемещений и давлений, при которых имеет место наиболее резкое снижение сопротивления усталости исследованных материалов, поврежденных фреттингомпри ЛР = чагир=сопзГ.

4. Дана оценка несущей способности соединений лопаток с элементами диска при действии фреттинга. Методы ступенчатых испытаний: повреждение фреттингом и последующее испытание на усталость показали, что для титановых сплавов степень повреждения при ступенчатых испытаниях оказывается существенно ниже, чем при испытаниях на усталость в условиях фреттинга. Для стали 13Х11Н2ВМФ, сплавов ВТЗ и АК4-1 и различных сочетаний пар из этих материалов получены зависимости пределов усталости от величины давлений в зоне контакта в условиях фреттинга. Величины эффективных коэффициентов концентрации К,~р для вероятности разрушения 0,5 с учетом 90',4 доверительного интервала для среднего значения предела усталости составляют: — для стали 13Х11Н2ВМФ К,~р = 1,9 —: 2,4; — для сплава ВТ8 К,~р = 2,25 —: 4,25; — для сплава АК4-1 К,~р =1,4 —: 1,85.

5. На металлических моделях двухзамковых соединений типа "ласточкин хвост" в условиях действия статического растяжения и переменного изгибающего момента исследована динамическая нагруженость хвостовика лопатки. Показано„что в общем случае эпюра изгибающего момента в хвостовике не подчиняется линейному закону, а величина максимального изгибающего момента зависит от; — вида сопряжения выступа диска с хвостовиком; — угла наклона контактной грани хвостовика; — величина максимального изгибающего момента в хвостовике может превышать значение момента в профильной части на 10...35'.4 в зависимости от типа сопряжения хвостовика с выступом диска; — с ростом статической составляющей величина относительного момента в хвостовике увеличивается, а с ростом податливости профильной части лопатки - уменьшается.

б. 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 значения, определенные для материала при обычных испытаниях на усталость. 7. Наряду с конструктивными мероприятиями, способствующими повышению устал остной прочности замковых соединений целесообразно применение технологических операций сопровождающихся поверхностно пластическим деформированием (методами гидрогалтовки, ультразвуковой обработки),а так же применение «мягких» покрытий (серебрение и др.), которые увеличивают предел усталости на 15 —:30',4.

По материалам диссертации можно сделать следующие замечания: 1. В работе приведены интересные экспериментальные результаты исследований усталости ой прочности и повреждаемости материалов авиационных двигателей под действием фреттинга, однако: — в диссертации отсутствуют электронно-микроскопические снимки с большим увеличением, доказывающие наличие частиц оксидов в поверхностных слоях изломов. А на единственных фотографиях усталостных трещин и повреждений (см.

рис. 4.3, стр. 106) нет указаний марки материала и увеличения; — на рис. 1.2, стр. 25, обсуждаются вопросы упрочнения и разупрочнения материала на разных стадиях его фреттинг-коррозии. При этом не приводится информация, какой была твердость материала в исходном состоянии. 2. В тексте диссертации, автор использует сокращения из З-х, 4-х букв и не предоставляет пояснения к расшифровке сокращений, например: ГТД (стр.2), НДС (стр.26), МнЦУ (стр.47), ВАП (стр.67), ТСП (стр.129), что затрудняет чтение и восприятие работы.

3. В тексте диссертации и автореферата, автор приводит математическое выражение потери массы при фреттинге с неизвестными параметрами, без их обозначения (см. формула 1, стр. 9 в автореферате и формула 1.2, стр. 31 в диссертации), а так же делает ссылку на работу 1441, которой нет в списке литературы. Та же эта формула обсуждается и на стр.20 в диссертации (см.

формулу 1.1) со ссылкой на работу 1131. 4. Информация из текста диссертации отражена в автореферате не вполне корректно: - иллюстрация к схеме процесса фреттинг-коррозии, представленная автором в главе 4 диссертации (см. рис.4.2, стр.105), в тексте автореферата размещена в разделе «научная новизна» (см. рис.1 автореферата, стр. 5); — иллюстрация к физической модели процесса фреттинга, разработанной автором в главе 4 диссертации (см. рис.

4.4, стр.107), в тексте автореферата размещена в главе 1 (см. рис.З автореферата, стр. 9); - экспериментальные результаты, описанные автором в диссертации в главе 3 (см. стр. 97, 81, 86) в автореферате представлены в главе 4 (см., соответственно стр. 15, 17); - в тексте диссертации на стр. 133-134 сформулированы 9 общих выводов, а в тексте автореферата на стр. 20 представлены 7 основных результатов работы, по содержанию совпадающих с выводами, сформулированными автором в диссертации.