专门说说航空发动机限寿件,疲倦的英文。

什么是机器的构造疲倦，它有多恐怖？

人会疲倦，人有寿命；机器构造也会发生疲倦，也会到寿失落效；航空发动机这种机密的机器设备当然无律例外，那么构造疲倦是如何定义的呢？

构造疲倦：指材料在应力或应变的反复浸染下发生的性能变革叫做疲倦（参考国际标准化组织（ISO）在1964年揭橥的报告《金属疲倦试验的一样平常事理》）。

▲ 旋转波折疲倦断口及疲倦机理图（图片来自于网络）

机器构造若受静力载荷，当载荷较大时，构造一样平常会发生明显变形（如颈缩征象），我们能从变形量感知到构造即将毁坏，从而可以避免连续加载使得构造发生断裂；与静载荷比较，机器构造在疲倦载荷浸染下没有显著的变形预警，在累积到某个循环时极有可能溘然发生断裂。
（是不是已经被绕晕了？举个大略的例子吧：一根铅丝你一下子掰弯了但不会断，但是如果你坚持反复掰来掰去，它就会断的，这便是构造疲倦。
）

▲ 静载毁坏与疲倦毁坏的差异（图片来自于网络）

如果这种机器构造是我们翱翔旅途中身处的机舱，随着飞机的起飞和降落，机舱在内外压差等载荷的循环浸染下会不会可能发生疲倦毁坏呢？

▲ 动画：彗星号飞机失落事影像（来自于网络）

▲ 动画：彗星号飞机失落事调查试验再现（来自于网络）

没有明显的变形、没有任何的征兆彗星号机舱就溘然分裂了？是的，它断得是如此惨烈和溘然。
对航空器内的搭客而言，瞬间从微笑着的天国坠入了烈火地狱。

涡轮发动机自问世以来，无论军民用，在利用过程中均会由于某些部件的低周疲倦失落效导致飞机的3级或4级事宜发生。
美国汽车工程学会（SAE）最早进行了民用航空器发生非原谅（属于FAR 33.75描述的“危害性发动机后果”之一，也是限寿件失落效后最常见的后果）事宜的数据统计，1962年-1975年期间，发生多原由为发动机转子盘和隔圈分裂导致航空器严重破损和涌现职员伤亡的事件（参考SAE AIR1537）。

限寿件条款是怎么来的？

面对发动机部件、特殊是那些关键的转子部件发生疲倦断裂后会引起机毁人亡的事件实事，为了"大众年夜众安全利益以及全体商业运输行业的康健发展，必须出台干系法规以提高发动机的安全水平。
1971年美国联邦航空局（FAA）发布了编号为“Notice No. 71-12”的立法通知布告，意在联邦航空法规第33部中增加“33.14 启动-停车循环应力（低周疲倦）”的条款哀求，以减少发动机盘和隔圈失落效导致的非原谅事宜。
1974年通过第6改动案，将“33.14 启动-停车循环应力（低周疲倦）”正式纳入FAR33部。
第6改动案的发布，为发动机制造商盘和隔圈的低周疲倦寿命确定供应了标准的符合性哀求，从法规角度掌握了盘和隔圈低周疲倦失落效的发生率。
条文内容的简要剖析如下：

限寿件条款经历了哪些变革？

随着工业技能的发展以及各发动机OEM的实践，FAA在考虑法规不应限定工业技能的情形下，1984年FAA通过第10改动案对该条款进行了修订。

与第6改动案比较，“33.14 启动-停车循环应力（低周疲倦）”有以下几处显著变革：

第10改动案发布后，航空运输行业仍会间断发生由于盘等部件失落效而导致的重大事件，如1989年发生的Sioux City空难以及1996在Pensacola发生2人罹难的非原谅事宜。

苏城空难可以总结为：CF-6发动机风扇盘所用钛合金（α+β相）在材料成型过程中产生了hard α相毛病，普通讲便是指材料里面埋了一些“隐性炸弹”，导致该风扇盘在未达到预期的利用寿命时提前发生疲倦断裂，分裂的风扇盘打穿发动机机匣、短舱并打断DC-10飞机关键的全部三套液压掌握系统，从而使得飞机失落去姿态掌握能力，引发空难。

▲ 苏城空难闹事的风扇盘以及盘中创造的hard α相毛病（图片来自于网络）

两起空难事宜引发了以下三个问题的思考：1、钛合金作为广泛利用的航空材料，如何降落类似毛病涌现的可能性，加工毛病为何未能及时检测创造并处理？2、风扇盘作为发动机范例的限寿件，采取非常守旧的安全寿命法进行寿命设计，为何还不屈安？3、风扇盘分裂产生高能非原谅碎片，为何一次性毁坏了飞机的全部3套关键液压操控系统？

▲ 潘城空难闹事的风扇盘以及盘螺栓孔边疲倦裂纹扩展描述（图片来自于网络）

事件发生后，基于NTSB的调查结果，FAA以及工业方法从以上三个方面核阅了现行方法中关于关键部件材料工艺和加工的掌握、发动机迁徙改变限寿件的定寿方法以及飞机区域安全性设计等环节的不敷之处。
对毛病掌握方面，FAA组织工业方分别在2000年和2008年发布了两个阶段的研究报告《TurbineRotor Material Design》，旨在降落材料制造过程引入的毛病。
潘城空难也匆匆使对孔加工方面进行了系统研究，FAA于2006年发布了题为《Guidelinesto Minimize Manufacturing Induced Anomalies in Critical Rotating Parts》的技能报告，上述报告对发动机限寿件材料加工和部件制造具有主要的辅导意义；对区域安全掌握方面，总结了“鸡蛋不能放在同一个篮子”的履历教训，通过FAR25.571哀求飞机层面在发动机发生高能非原谅碎片时能够完成这次翱翔；对限寿件寿命确定方法以及管理程序方面，经由多年的研究、谈论和实践，FAA在2007年通过第22改动案将“FAR33.70发动机限寿件”替代了“FAR33.14 启动-停车循环应力（低周疲倦）”。
第22改动案正式将FAR33部中的低周疲倦的条款与欧洲“CS-E 515发动机关键件”条款保持同等。
与第10改动案比较，紧张差异有：

限寿件条款的根本哀求是什么？

梳理完限寿件条款的修订进程后再通读该条款，其哀求可以初步总结为：在发动机设计过程中确定发动机限寿件的清单，在传统安全寿命法的根本上，考虑并评估毛病带来的风险，通过工程操持设定部件构造的寿命属性，按制造操持实现制造、按预期的办法进行利用和掩护，从而形成限寿件全寿命周期的设计、评估、制造和掩护的闭环管理系统，并且该系统须要得到适航当局的认可，从而担保限寿件全寿命周期内的构造完全性。

上面的这段话是不是很难懂呢？那看图吧，以转子类限寿件为例，概要描述了在进行寿命确定过程中我们要做哪些事情：

▲ 转子类限寿件寿命确定的范例流程（参考AC33.70-1）

我们给发动机限寿件确定寿命的基本流程便是这样滴（卉荟同学将会在后面系列文章中先容我们是怎么做的，欢迎到时捧场），逐个“框框”、稳扎稳打确定各限寿件的寿命，少了哪个“框框”都弗成，否则就真成了“瞎子算命—瞎算”了。

之前系列文章中陈辉煌同学已经跟大家先容我们是大发的“私人年夜夫”，实在发动机工程师们还是大发的“算命师长西席”。

机器构造和人的确有很多相似之处，构造的寿命和人的寿命都由外因和内因共同决定：构造受的外力、事情所处的环境，好比人所经历的事情强度、生活环境，是外因；构造材料本身的性能就好比人体各器官的功能，是内因。
按这种类比方式描述上面流程图中的紧张要素，大概更随意马虎理解些。
“航空器和发动机的需求”以及“翱翔剖面的选择”就如一个人的出生，决定了他将来很可能生活在什么样的环境、从事多大强度的负荷事情；“发动机性能”便是这个人有多能干、以及将什么样的办法完本钱身的事情；“二次空气系统”以及“部件的温度”就好比这个人生活的环境（空气、水等）；“应力和振动”的量级便是这个人实际的事情强度等级；“材料数据”便是这个人身体各个器官和系统的耐受能力；“损伤容限”描述构造带损伤连续事情的能力就好比人带病还能活下去的能力；“性能测试、二次流测试、温度和流动状态测试”就好比对一个人事情环境情形的确认；“台架循环测试、整机循环测试”便是小白鼠试验；构造运行中进行的“检测、维修”就好比治病；“损伤监视”就犹如对人的康健监视；“自然的偶发成分”就好比意外，如车祸发生的可能性。

如果现在，一个算命师长西席站在你的面前，他详尽知晓了你的出生、你的事情内容、事情强度、生活环境（水、空气、饮食、就寝、家庭社会关系的每个细节无所不知），他还精确知晓你的家族病史、你每个器官的耐受能力、朽迈能力，他持续监视着表征你康健状态的每个数据，他熟知所有你可能得到的医疗照顾护士办法，他乃至把你生平可能碰着的车祸、海啸、地震意外的可能性都考虑进来了，他还不断地通过各种生物试验验证他的每一个假设、每一个“算命”模型，校验着每一个履历数据，那么他见告你你能活到100岁，你信不信？——不管你信不信，反正我是信了，由于他便是上帝。

要想成为合格的发动机“算命师长西席”，就必须像创造人类的上帝那般详尽知晓我们创造的每个部件的设计细节、制造细节和利用情形。

限寿件条款的根本哀求是什么？便是哀求发动机主制造商成为自己产品的“合格算命师长西席”，按照精确合理的“算命流程”确定、实现、表明并坚持各限寿件的寿命属性。
说到底，便是要我们要建立一套经由验证的安全寿命确定方法（剖析、部件试验、整机试验或者履历累积）、建立考虑毛病引起部件提前失落效的评估流程、识别并掌握与部件寿命属性有显著关联的制造过程和工艺/加工参数、形成基于剖析/试验和履历的部件利用管理文件。
以适航哀求为牵引，立足现有根本，不断完善我们的设计体系、提升我们的制造能力和管理水平，从而系统地担保我们民用客灵活员机的安全性。
任重而道远，小伙伴们，连续努力加油吧！

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