Lycoming发动机机匣贯穿螺栓失效机理分析

巴文亮

摘 要： 航空发动机贯穿螺栓等紧固件断裂或松动，将引起滑油渗漏而造成发动机失效。情况严重时，断裂或脱落的螺栓将直接触碰高速旋转部件导致发动机内部损坏，将造成空中停车，直接影响飞行安全。本文通过国内某通航飞行学院训练飞机飞行过程中发生的一起发动机机匣贯穿螺栓断裂故障，采用断口分析方法对断裂螺栓进行详细分析，从中找出螺栓失效的根本原因。并结合PA44-180型飞机日常中维护特点，提出螺栓、螺帽等紧固件在Lycoming发动机安装时注意事项及预防措施，为以后发生类似故障提供一定借鉴作用。

关键词： 螺栓；紧固件；形貌特征；断口；失效

一、故障描述

2017 年3 月24 日，国内某通航飞行学院PA44-180型飞机执行本场起落航线带飞训练，14：40机组在穿云加起落三边位置飞行时突然听见左侧发动机有“砰”一声响声，飞机操纵及仪表显示均无异常。随即机组报告塔台后返航，滑回后机务人员打开整流罩检查发现左发动机（型号：O-360-A1H6，序号L-38137-36A）机匣上部后方贯穿螺栓断裂，螺栓尾部与螺帽均已丢失。（见图1）

二、原因分析

螺栓开裂处位于螺牙的齿根位置，通常该位置的应力集中程度较高。螺栓断口的宏观形貌如图2 所示，断口起伏较大，整个断口无明显的疲劳特征。从断口的起伏特征和宏观分布来看，裂纹由左端开始起裂，迅速向右端扩展。

起裂区域的微观形貌如图3 所示，起裂区位于螺栓的齿根位置。起裂区域有许多非断裂组织特征的颗粒状凸起物。……