على ارتفاع 10 ، 000 متر ، عندما c919 طائرة كبيرة من خلال الغيوم في 900 كم / ساعة ، عندما j-20 طائرة أسرع من الصوت عبر السماء ، القوة الأساسية - ضاغط الهواء التوربينات شفرة المحرك ، هو تحت وطأة الحضارة الصناعية البشرية أقسى اختبار : أكثر من 1700 ℃ حرق الغاز ، عشرات الآلاف من دورات في الدقيقة من قوة الطرد المركزي سحب عالية التردد الاهتزاز والأكسدة التآكل متعددة المشبك . ولكن فقط بضعة سنتيمترات سميكة شفرة التوربينات ، إذا كان الضرر بسبب الفشل ، يمكن أن يؤدي إلى توقف المحرك بأكمله ، أو حتى نتائج كارثية .

كيفية التنبؤ بدقة والتحكم في الضرر تطور شفرة تحت درجة حرارة عالية الأكسدة قوة الطرد المركزي اقتران البيئة ؟ " عنق الزجاجة " المشكلة التي تعاني منها صناعة الطيران في جميع أنحاء العالم هو كسر واحد من جانب واحد من قبل شركة التكنولوجيا الصينية ، شنغهاي hexiaoyi . . . . . . .

نقطة الألم : ارتفاع درجة الحرارة والأكسدة قوة الطرد المركزي ، لماذا هو شفرة " تركيبة قاتلة " ؟

aeroengine شفرة بيئة العمل ، يمكن أن يسمى " ظروف العمل القصوى التكامل " :

ارتفاع درجة حرارة أكسدة : على الرغم من أن الضاغط شفرة لا الاتصال مباشرة مع ارتفاع درجة حرارة الغاز في غرفة الاحتراق ( درجة الحرارة حوالي 300-500 ℃ ) ، على المدى الطويل التعرض للأكسجين في الهواء المضغوط ، سطح المعدن سوف يكون رد فعل الأكسدة ، وتشكيل طبقة الأكسدة الهشة . شفرة التوربينات مباشرة تواجه 1500-1700 ℃ تدفق الغاز ، حتى لو كان واحد كريستال Superalloy + طلاء الجدار العازل الحراري المستخدمة لحماية الأكسدة لا تزال بطيئة تآكل الركيزة ، مما يؤدي إلى فقدان المواد ، الخواص الميكانيكية الانخفاض .

قوة الطرد المركزي الضرر : شفرة التوربينات متصل مع القرص من خلال شفرة الجذر لسان ، الطرد المركزي الضغط على شفرة الجذر يمكن أن تصل إلى 60 ٪ - 80 ٪ من قوة العائد من المواد تحت سرعة دوران عالية جدا ( أكثر من 30000 دورة في الدقيقة ) . ما هو أكثر خطورة هو أن المواد التي تلين في درجة حرارة عالية هي أكثر حساسية الشقوق ، واجهة بين طبقة أكسيد الركيزة هو أكثر احتمالا أن تصبح مصدر الشقوق .

البحوث التقليدية غالبا ما تعتبر " ارتفاع درجة الحرارة أكسدة " و " قوة الطرد المركزي الضرر " عوامل مستقلة ، ثم تحليل بسيط تراكب ، على التوالي ، ولكن في الحالة الفعلية ، فإنها يمكن أن تنتج اقتران تأثير قوي من خلال آلية تطور المواد المجهرية ، وإعادة توزيع الضغط ، واجهة بين أكسيد الركيزة الفشل . على سبيل المثال ، سماكة طبقة أكسيد يمكن أن تغير تركيز الإجهاد على سطح شفرة وتسريع بدء الكراك . التشوه اللدن الناجم عن قوة الطرد المركزي يمكن أن تدمر سلامة طبقة الأكسدة ، وتعزيز تسلل الأكسدة في المصفوفة . هذا النوع من " 1 + 1 > 2 " اقتران الضرر يجعل الحياة خطأ التنبؤ شفرة تصل إلى أكثر من 30 ٪ ، يصبح عنق الزجاجة الرئيسية التي تحد من موثوقية المحرك والاقتصاد .

شنغهاي hexiaoyi المشروع : اختراق التقنية من " الاستدلال التجريبي " إلى " الرقمية التوأم "

في مواجهة هذه المشكلة ، مع أكثر من عشر سنوات من العمل الشاق في مجال تحليل فشل المواد ، بالإضافة إلى محاكاة العديد من المجالات المادية ، شنغهاي hexiaoyi أنشأت " درجة حرارة عالية الأكسدة قوة الطرد المركزي بالإضافة إلى تحليل الأضرار التقنية نظام " في أعلى معاهد الطيران في الصين .

التكنولوجيا الأساسية 1 : محاكاة منصة متعددة إلى جانب الميدان

التقليدية شفرة تحليل الضرر يعتمد على " خطأ " الأسلوب : تجهيز العينات ، وارتفاع في درجة الحرارة + الطرد المركزي اختبار ، مراقبة الفشل وتصحيح التصميم . من خلال دمج ديناميات الموائع الحسابية ( CFD ) ، تحليل العناصر المحدودة ( FEA ) و حقل المرحلة تطور نموذج ( حقل المرحلة ) ، m-couple اقتران محاكاة منصة وضعت بشكل مستقل من قبل شنغهاي hexiaoyi يمكن أن تتكرر بدقة التفاعل الدينامي شفرة في درجة حرارة عالية الغاز ، بالتناوب الإجهاد ، والأكسدة البيئة في الفضاء الافتراضي .

الأكسدة الحركية النمذجة : استنادا إلى بيانات قياس سمك وتكوين طبقة أكسيد ، معدل الأكسدة تعديل المعادلة " درجة الحرارة الإجهاد الضغط الجزئي للأوكسجين " هو عرض .

الطرد المركزي الإجهاد تطور : النظر في تأثير المواد زحف ( تعتمد على الوقت التشوه اللدن ) على شفرة الجذر الإجهاد في درجة حرارة عالية .

الضرر coevolution : حقل المرحلة نموذج يستخدم لوصف مسار نمو microcracks من واجهة إلى الركيزة ، وفي الوقت نفسه ، فإن العلاقة بين مجال الضغط الكلي والجزئي تدهور ( على سبيل المثال ، الحدود الحبوب إضعاف المرحلة الثانية الجسيمات التخشين ) هو أيضا ذات الصلة .

في التحقق من شفرة التوربينات من نوع معين من محرك المروحي ، الحياة خطأ التنبؤ انخفض من 35 ٪ إلى أقل من 8 ٪ من التقليدية ، واختصار فترة الاختبار بنسبة 60 في المائة ، مما يوفر للعملاء أكثر من 10 مليون يوان من تكاليف البحث والتطوير .

التكنولوجيا الأساسية 2 : تسريع اختبار التكنولوجيا -- التحقق السريع تحت ضغط الوقت

من أجل تلبية متطلبات التحقق في الوقت المناسب ، وارتفاع درجة الحرارة الطرد المركزي نظام اختبار تسارع المركبة المتقدمة . من خلال الاستفادة المثلى من المعلمات التجريبية ( مثل زيادة درجة الحرارة إلى 1800 ℃ وتطبيق 1.5 مرة تصميم الطرد المركزي تحميل ) ، الشيخوخة الطبيعية الوقت من ريش مضغوط من آلاف الساعات إلى مئات الساعات دون تغيير الضرر الآلية . وفي الوقت نفسه ، جنبا إلى جنب مع على الخط رصد التكنولوجيا ( مثل الأشعة تحت الحمراء الحرارية للكشف عن سمك طبقة أكسيد ، الانبعاثات الصوتية الاستشعار التقاط إشارة microcrack ) ، في الوقت الحقيقي جمع البيانات الضرر تطور ، تغذية العودة نموذج المحاكاة التكرار ، وتشكيل " اختبار محاكاة تعديل " حلقة مغلقة نظام التحقق .

في الوقت الحاضر ، هذا النظام قد وفرت 2000 + ساعة تسارع بيانات الاختبار على شفرة التوربينات من نوع معين من المحرك الرئيسي في الصين .

التكنولوجيا الأساسية 3 : المواد هيكل التعاون الأمثل -- " الدفاع النشط " نوع الضرر مقاومة تصميم

شنغهاي هو تأثير واحد ليس فقط " الضرر المحللين " ، ولكن أيضا " مزود الحلول " . استنادا إلى دراسة آلية اقتران الضرر ، فإن الفريق يضع قدما في استراتيجية مكافحة الضرر " التدرج تصميم المواد + بيونيك التحسين الهيكلي " :

التدرج في المواد : ارتفاع محتوى الكروم سبائك مقاومة الأكسدة + إعادة تعديل طلاء الجدار العازل الحراري ( TBC ) اعتمد في منطقة الجذر ، واجهة الإجهاد انخفض من خلال تكوين التدرج الانتقال .

بيونيك هيكل : محاكاة قذيفة " الطوب والطين " هيكل الطبقات ، على سطح النصل تصميم مايكرو نانو الحجم الشقوق الأخدود ، دليل الكراك على طول مسار انخفاض الإجهاد انحراف الكراك معدل النمو سوف تنخفض أكثر من 40 ٪ .

من خلال الاستفادة المثلى من شنغهاي رقم 1 تهمة تأثير البرنامج ، الكراك بدء الوقت من 500 ساعة إلى 1200 ساعة في درجة حرارة عالية وعالية دورة التعب اختبار .

من المختبر إلى السلسلة الصناعية : فلسفة التكنولوجيا الهبوط

في شنغهاي Hexiaoyi ميناء شانغهاى قاعدة البحث والتطوير ، في حين أن كاملتخصصلافتات لافتة للنظر على الجدران من شهادات وشهادات التقارير " كتابة المقالات على المعدات ، وترك النتائج في ورشة عمل " . على عكس مجرد " تكنولوجيا الانتاج " ، شنغهاي hexiaoyi يدفع إنتباه عظيمة إلى عمق ملزمة مع العملاء : من تقييم المخاطر في مرحلة التصميم إلى اقتراح عملية التحسين في مرحلة التصنيع ، ثم إلى خدمة رصد حالة في مرحلة الخدمة ، فريق فني يشارك في العملية برمتها ، يدرك حقا " دورة الحياة إدارة الصحة " .

كما قال لى هونغ ، المدير الفني في شنغهاي hexiaoyi : " aeroengine السلامة ، لا يمكن أن تحتوي على نصف ' نظرية ' الافتراضات . لدينا كل التكنولوجيا ، يجب أن تمر من خلال ' محاكاة - اختبار - تركيب ' الثلاثي التحقق لضمان أن العملاء ليس فقط الحصول على تقرير البيانات ، ولكن أيضا ' الهبوط ، يمكن الاعتماد عليها ' الحل " .

خاتمة : حماية " قلب الصين " ، شنغهاي hexiaoyi دائما على الطريق

من c919 " القلب " إلى j-20 السلطة ، من الطيران العسكري إلى الملاحة المدنية ، الصين aeroengine الاستقلال الطريق ، لا يمكن فصلها عن كل " المكونات الصغيرة " اختراق التكنولوجيا . مع " ارتفاع درجة الحرارة قوة الطرد المركزي بالإضافة إلى الضرر التأكسدي التحليل " باعتبارها نقطة ارتكاز ، شنغهاي hexiaoyi ليس فقط رفع شفرة الحياة ، ولكن أيضا تمتد من معدات الطيران الصينية " من الطاقة ، وسهلة الاستخدام والمتانة " .

في المستقبل ، جنبا إلى جنب مع التعاون بين شنغهاي Hexiao رقم 1 و أعلى المعاهد في الداخل والخارج ، إلى جانب الضرر تحليل التكنولوجيا سوف تمتد إلى درجة حرارة أعلى ( أكثر من 2000 ℃ ) ، أكثر تعقيدا من ظروف العمل ( مثل سرعة دوران متغير ، متغير الحمولة ) ، وتوفير الدعم التقني القوي من أجل البحث والتطوير من الجيل الجديد من ارتفاع نسبة الوزن محرك وقود الهيدروجين المحرك .

لأن المهنية ، لذلك موثوق بها .

شنغهاي هو تأثير واحد ، مع الابتكار التكنولوجي القلم ، في aeroengine " مايكرو " ساحة المعركة ، الكتابة التي تنتمي إلى الصين zhizao موثوق أسطورة .