叶冠涂层材料接触刚度和微动磨损实验

洪 杰 杨 鑫 陈璐璐 张大义

(北京航空航天大学 能源与动力工程学院，北京100191)

在振动工况下(如发动机运转、气流波动、热循环应力、疲劳载荷等)，两个“近似紧固”的接触表面通常会发生微米级的小幅度相对运动，称之为微动［1－3］.在航空发动机中具有代表性的微动如下:①各种连接件，包括各种螺栓、铆钉、销连接和搭接;②各种榫槽配合、花键配合，如叶片的榫槽配合;③各种紧配合，如涡轮发动机涡轮叶片的叶冠.

微动现象的存在会造成接触面的磨损，引起结构间发生松动或破坏，也会加速疲劳裂纹的萌生和扩展，严重影响构件的疲劳寿命.微动磨损已成为机械工业中关键零部件破坏、失效的主要原因之一［4－5］.

国内外学者对微动磨损进行了大量的研究.文献［6－7］通过实验得出磨损体积和垂直正压力之间成线性关系，正压力越大，其磨损越严重.文献［8］研究了单根铝丝的微动磨损和微动疲劳性能，认为由微动引起的塑性变形和磨损以及裂纹萌生是电缆疲劳失效的主要原因.张晓宇和蔡振兵等［9－10］分别考察I-800合金的微动磨损特性和钢-钢接触的扭动微动磨损氧化行为.

然而由于没有宏观的大幅值相对运动，在航空发动机工作过程中，微动现象从设计、使用、失效分析到维修几乎未被大家认识，在失效分析中，一般只强调材料质量、强度等问题，极少将配合面的微动磨损作为考虑的一个因素.为了提高设计人员对微动磨损的重视和对微动现象进行……