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评估硅碳棒复合材料叶身在临界失效模式下的性能状况

  外来物冲击是发动机涡轮部件偶发的事件之一,冲击造成的损伤将可能会降低陶瓷基复合材料涡轮叶片的疲劳性能。根据发动机实际运行情况,通过落锤冲击试验来研究冲击能量对硅碳棒复合材料叶片的损伤情况。试验结果显示冲击凹痕的深度随着冲击能量的增加而增加,撞击后的位置出现裂纹,纤维断裂,基体裂成碎片,CT检查表明破坏发生在撞击点的局部范围内,凹痕周围、内部未被破坏,即未出现灾难性破坏。
  因为硅碳棒复合材料叶身最大应力位于尾缘部位,在机械和热载荷的相互作用下易发生层间拉伸失效,所以,为了更好地评估硅碳棒复合材料叶身在临界失效模式下的性能状况,设计了爆破试验对其进行测试,采用金刚石线锯沿叶身横截面切下宽度为2.5 mm的硅碳棒,然后装夹在专用试验工装上,通过对内腔进行加压使硅碳棒爆裂。试验结果显示,所有硅碳棒的尾缘出现层间拉伸失效,破坏面对称地穿过尾缘,呈现出一条弯曲的破坏路径,大多数硅碳棒至少能承受住0. 65 MPa的内压,表明爆破压力下的强度及损伤容限可满足部件的性能要求。www.sdzygw.com

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