APU以其低排放、高性能成為現(xiàn)代民航客機(jī)必不可少的配置。作為APU核心部件的渦輪導(dǎo)向器更是決定APU性能及壽命的關(guān)鍵部件。APU渦輪導(dǎo)向器受到從燃燒室排出的高溫高壓燃?xì)獾臎_擊,工作條件極為惡劣,因此渦輪導(dǎo)向器的故障往往影響到整個(gè)APU的運(yùn)行,同時(shí)也決定APU的壽命。本文首先采用FMECA方法分析工作時(shí)間為6000小時(shí)左右的渦輪導(dǎo)向器的故障模式以及故障模式對(duì)APU的影響及危害程度,得出渦輪導(dǎo)向器的葉片裂紋及材料缺失會(huì)對(duì)整個(gè)APU的運(yùn)行產(chǎn)生極大的隱患。其次通過采集得到的APU渦輪導(dǎo)向器使用時(shí)間數(shù)據(jù),利用最小二乘法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到最為符合渦輪導(dǎo)向器壽命分布的數(shù)據(jù)模型,經(jīng)卡方擬合優(yōu)度檢驗(yàn),確定APU導(dǎo)向器壽命分布服從威布爾分布,進(jìn)而得到該威布爾分布模型的可靠度函數(shù)。利用得到的威布爾分布函數(shù)對(duì)APU渦輪導(dǎo)向器可靠性進(jìn)行分析。最后利用ANSYS軟件對(duì)APU渦輪導(dǎo)向器進(jìn)行熱力學(xué)分析。首先利用CATIA建立帶冷卻措施的渦輪導(dǎo)向器的三維模型,然后導(dǎo)入ANSYS中在相關(guān)邊界條件下進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明APU導(dǎo)向器的最大熱應(yīng)力為2.3GPa,位于葉片尾緣劈縫處的熱障涂層的氧化層上。本文的研究結(jié)果對(duì)APU渦輪導(dǎo)向器的工程應(yīng)用具有參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V228
【部分圖文】：

但隨著民航業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)航空安全及維修維護(hù)提出了十三五”規(guī)劃中要求運(yùn)輸航空每百萬小時(shí)重大及以上事故率的運(yùn)行安全提出了更高的要求。因此如何更加高效的保障飛性成為了關(guān)乎民用航空業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要問題。力裝置是現(xiàn)代飛機(jī)上獨(dú)立于大型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，自成體系的小提供電力以及壓縮空氣。飛機(jī)輔助動(dòng)力裝置簡稱 APU（Au構(gòu)與大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)類似，主要由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒成等部分組成，和飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相似，工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)，APU 結(jié)構(gòu)簡單，一般采用單級(jí)離心式壓氣機(jī)以及兩機(jī)可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，APU 啟動(dòng)后往往轉(zhuǎn)速是恒定的，以于民航飛機(jī)而言，APU 是必不可少的一部分。而渦輪導(dǎo)向件，渦輪導(dǎo)向器的壽命及安全性極大的影響著整個(gè) APU 的。因此提高渦輪導(dǎo)向器的可靠性以及高效的維修維護(hù)成為航。圖 1.1 即為某型 APU 外觀圖。

圖 1.2 單聯(lián)渦輪導(dǎo)向器葉片損傷圖卻措施介紹了受到高溫侵蝕，同時(shí)渦輪前壓強(qiáng)也非常大，向器所處環(huán)境是極為惡劣的，必須采取必要的主要分為兩大類：一類是發(fā)展新型材料，除了涂層材料進(jìn)行研究；而另一類高溫防護(hù)措施主面進(jìn)行冷卻。R.A.Rudey 等人認(rèn)為在將來，通通道，從而降低葉片表面溫度仍然會(huì)成為未來，下面對(duì)渦輪葉片中典型的冷卻方式進(jìn)行簡單，歐美國家和我國都將熱障涂層視為制造航空通過在渦輪葉片表面覆蓋一層具有耐高溫、高避免渦輪葉片基底直接暴露在高溫環(huán)境下，以達(dá)-10]。但往往熱障涂層先于葉片受損。影響熱障涂面：零件結(jié)構(gòu)外型復(fù)雜、涂層各個(gè)材料參數(shù)屬性

闖觶?新值枷蚱饕鍍?奈蒼狄鍍?筆В?霸瞪帳礎(chǔ)Ｍ?1.2 單聯(lián)渦輪導(dǎo)向器葉片損傷圖1.3.2 渦輪導(dǎo)向器冷卻措施介紹渦輪導(dǎo)向葉片除了受到高溫侵蝕，同時(shí)渦輪前壓強(qiáng)也非常大，使得高溫燃?xì)獾臎_擊力極強(qiáng)。因此渦輪導(dǎo)向器所處環(huán)境是極為惡劣的，必須采取必要的冷卻措施。渦輪導(dǎo)向葉片高溫防護(hù)的措施主要分為兩大類：一類是發(fā)展新型材料，除了研發(fā)新型高溫合金，也包括對(duì)葉片的熱障涂層材料進(jìn)行研究；而另一類高溫防護(hù)措施主要是通過采用空氣作為冷卻介質(zhì)對(duì)葉片表面進(jìn)行冷卻。R.A.Rudey 等人認(rèn)為在將來，通過將冷卻空氣注入航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的冷卻通道，從而降低葉片表面溫度仍然會(huì)成為未來一段時(shí)間航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的主流冷卻方式，下面對(duì)渦輪葉片中典型的冷卻方式進(jìn)行簡單介紹[6]。首先是熱障涂層，歐美國家和我國都將熱障涂層視為制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的三大關(guān)鍵技術(shù)之一[7]。通過在渦輪葉片表面覆蓋一層具有耐高溫、高熱阻率、具有很好化學(xué)性質(zhì)的材料，可以避免渦輪葉片基底直接暴露在高溫環(huán)境下，以達(dá)到抗高溫、耐熱震、耐化學(xué)腐蝕的效果[8-10]。但往往熱障涂層先于葉片受損。影響熱障涂層失效的因素很多，其中包括以下幾個(gè)方面：零件結(jié)構(gòu)外型復(fù)雜、涂層各個(gè)材料參數(shù)屬性差別、生成氧化層、高溫以及氣流的腐蝕、高溫蠕變以及疲勞等[11-15]。渦輪導(dǎo)向器往往采用多聯(lián)葉片。而為了減少渦輪導(dǎo)向器葉片各個(gè)緣板之間的漏氣損
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7 A.M.庫爾馬舍夫;孔內(nèi)安置導(dǎo)向器的計(jì)算[J];探工零訊;1965年02期

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本文編號(hào)：2872019