圖5
3 褶皺的縮比測試
為了便于褶皺研究,需要將實際葉片上的較大褶皺通過一定的縮比方式,通過小試件的測試性能實現(xiàn)對實際葉片褶皺的性能的研究??梢酝ㄟ^式1進行不同體積大小的研究對象的強度縮比。從(式1)可以看出,隨著試件尺寸的增大,其強度隨之減小。
其中,σ為強度,V為體積,m為威布爾分布常量,可以取29.1.
對于小的褶皺試件,本文采用CT進行褶皺及氣泡測量。
4 缺陷的危險性評估
4.1 材料性能測試
通過測試含缺陷的材料性能,建立起缺陷與本構的關系,并將此關系應用到全尺寸有限元分析中,評估其危險性。
4.2 危險性及嚴重度參數(shù)識別
本文將創(chuàng)立于1940的美國軍方缺陷危險性評估手段FMECA應用到葉片上。FMECA包括如下參數(shù),失效影響可能性,失效模式比例,失效比例,運行時間。這些參數(shù)可以通過(式 2)所示的模式危險性系數(shù)和項目危險性系數(shù)進行危險性評估應用。
其中,β為失效影響可能性,α為失效模式比例,λp為失效比例,t為運行時間。Cm為模式危險性系數(shù),對其求和就是項目危險性系數(shù)Cr。
葉片危險性和嚴重度評估可能用到的參數(shù)。
通過對表1中各參數(shù)進行定性或定量的評估,繪制圖6所示的危險性矩陣,有利于建立葉片的接收或拒收準則。
圖6
需要指出的是,一般一個結構或部件在其生命周期內(nèi)的可靠性符合如圖7所示規(guī)律。也就是,在生命周期的初始期內(nèi),葉片失效比例較高,此后會有一個較長且平穩(wěn)的相對較低的失效比例,最后,在臨近其壽命極限時,其失效率與初始時期接近,存在明顯的上升趨勢。
圖7
本文提供了一套較為完整的常見制造缺陷——裂紋的特征描述方法,測試方法及評估手段,為人們對葉片制造缺陷的研究開辟了奠定了基礎。