采取合理的加強設計方案以防止硅碳棒裂紋從端部萌生
2023-09-12 11:45:27 點擊：
參考典型飛行循環(huán)條件(每次持續(xù)230 min)，在RQL( Rich-burn/Quick-quench/Lean-burn)扇形段試驗器上測試了富燃區(qū)襯套、貧燃區(qū)內(nèi)/外襯等硅碳棒復合材料燃燒室襯套試驗件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在富燃區(qū)襯套上觀察到開裂損傷，裂紋從前緣萌生，沿氣流方向擴展，然后分叉轉(zhuǎn)向900再沿圓周方向擴展，造成這種硅碳棒開裂的原因主要有試件內(nèi)部質(zhì)量不佳、熱梯度作用以及襯套與試驗器連接而引起的機械載荷。對試驗后的貧燃過渡襯套和貧燃區(qū)內(nèi)襯進行剖切取樣，力學性能測試結(jié)果表明，經(jīng)過260 h暴露后，前者的層間剪切強度與對比硅碳棒試樣基本相當，未出現(xiàn)下降;后者的彎曲強度隨暴露時間的延長而降低，且纖維體積分數(shù)不同的硅碳棒試樣表現(xiàn)不同，對于體積分數(shù)為18%的硅碳棒試樣，在暴露115 h即出現(xiàn)強度下降，而對于體積分數(shù)為22%的硅碳棒試樣，在暴露260 h后才出現(xiàn)強度下降，該結(jié)果為后續(xù)部件的選材設計提供了方向。
燃燒室火焰筒屬于典型的大型薄壁類部件，對制造的質(zhì)量一致性和內(nèi)部組織均勻性提出了更高的控制要求，因為一旦硅碳棒復合材料基體中留有過多孔隙，孔隙部位的熱導率低會引起火焰筒壁面局部熱量蓄積，產(chǎn)生極高的溫度梯度，嚴重影響部件服役壽命，所以，部件制造時需要選擇合適的復合材料致密化工藝以減少基體孔隙。同時，部件設計時還需考慮端部安裝孔對結(jié)構(gòu)強度的影響，采取合理的加強設計方案以防止硅碳棒裂紋從端部萌生。zsrider.com
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