我國從 ,’年代末開始進行加速任務(wù)試車研究，參照蘇聯(lián)一些做法，在渦槳及渦噴發(fā)動機上，綜合模擬了斷裂、高循環(huán)疲勞、低循環(huán)疲勞、腐蝕和熱疲勞等影響因素進行加速模擬試車，并取得一定進展。
事實證明，加速任務(wù)試車已經(jīng)成為發(fā)動機研制過程中考核發(fā)動機可靠性和耐久性的有力手段，美國新版發(fā)動機結(jié)構(gòu)完整性計劃中已用它取代原先的 /’4持久試車。
二、加速試車基本理論
加速任務(wù)試車是建立在構(gòu)件失效的物理模型基礎(chǔ)上的。產(chǎn)生故障的原因來自于氧化、析出、擴散、磨損和疲勞等因素的作用，當構(gòu)件中有害的反應(yīng)持續(xù)到一定限度即發(fā)生故障。因此，構(gòu)成加速任務(wù)試車的理論基礎(chǔ)可概括為下列諸模型：
損傷累積模型。
熵的等效準則。
%靜力機械載荷作用下的持久壽命模型。
&循環(huán)載荷作用下的持久壽命模型。
’硬化過程的持久壽命模型。
(磨損的簡化模型（腐蝕和磨損模型），包括粘性磨損、彈性接觸磨損、塑性接觸磨損及腐蝕耗損。
)幾種損傷模型的疊加模型。
根據(jù)試驗和工程分析可概括為綜合兩類。
•’-•
"反應(yīng)論模型反應(yīng)論模型包括阿倫尼斯模型、多林模型、冪律模型和廣義艾林模型。（）阿倫尼斯模型阿倫尼斯模型來源于大量化學反應(yīng)數(shù)據(jù)而總結(jié)與發(fā)展起來的，表示出反應(yīng)速率與溫度呈指數(shù)關(guān)系，推廣到可靠性研究中時，壽命服從于指數(shù)分布規(guī)律，即
% &’ ()
加速系數(shù) )*可表示為： [( )) )] [( ))]
"*%+, &’ & %+, ’
-
式中， —
—零件退化速度：
———頻率因子；
’—
—溫度退化指數(shù)；
)———加速時溫度；
)———工作溫度。
-
（.）艾林模型
在溫度和應(yīng)力同時作用下，采用艾林模型，即
’
) 23
/0 )% &
/1
式中， 0—
—退化量：
2———應(yīng)力水平；
3———般為 4 56；當退化量達到規(guī)定的值 07,時，于是可得
加速系數(shù) " *為 07, 0- )% & )’23*
-2)
"*** ( 2-3) ( ) ) %+,[ &’( ))]
-
（4）冪律模型
對于滾珠軸承疲勞及鋼材料斷裂等，當具有作用時采用冪律模型，其冪律模型的退化速度為
/0 23
/1
當退化量達到規(guī)定的 07,值時，加速狀態(tài)下的產(chǎn)品壽命 *為
07, &0*
-
*（07, &0）(
-
在標準狀態(tài)下的產(chǎn)品壽命 *-為
*-（07, &0-）( -壽命加速系數(shù)定義為標準狀態(tài)下與加速狀態(tài)下壽命之比：
"***- ( 22-）)3
-
即加速系數(shù)取決于加速應(yīng)力水平與正常工作時應(yīng)力水平之比的某一冪次。•-98•
如果加速系數(shù)定義為故障比，則得故障率的加速系數(shù)為
"
式中，、 —
—分別為加速時故障率和正常工作時的故障率。
如果零件壽命服從威布爾分布時，則
%
" " ( ""&% ) ’" "" % 式中，"、"—分別為威布爾分布的正常工作時特征壽命和加速時特征壽命；%—
—形狀參數(shù)。 ()退化模型或損傷累積模型該模型描述材料受循環(huán)應(yīng)力的退化過程。在這類模型中線性損傷累積模型得到廣泛的采用，其原理為邁納原理，它假定應(yīng)力水平的變化并不改變構(gòu)件退化或失效機理，只要材料內(nèi)積累的能量達到一定值就會引起構(gòu)件失效。因此有
*+
"’
,+
式中，*+ ———材料在循環(huán)應(yīng)力 -+作用下的工作循環(huán)數(shù)；
,+ ———-+作用下的循環(huán)壽命，它可以從材料的 -.,曲線得到。
三、加速試車方法
’)加速試車方法分類
根據(jù)加速方法的不同，加速任務(wù)試車分類如下（如圖 / .0 .(所示）：
圖 / .0 .(1根據(jù)不同加速方式的加速任務(wù)試車的分類 減縮試車，即從試車程序中剔除較低的穩(wěn)定狀態(tài)，以及將交變狀態(tài)按持久強度和低循環(huán)疲勞等效到最惡劣的穩(wěn)定及交變載荷狀態(tài)。 %提高在單位時間內(nèi)的循環(huán)數(shù)試車。 •’//•
加強載荷狀態(tài)試車（與實際使用相比，在載荷、速度、溫度及其他一些性能參數(shù)值較高的情況下產(chǎn)品要達到的功效）。在發(fā)動機進行加強試車時，溫度是最基本的加速要素。在溫度的影響下，材料的力學性能會發(fā)生變化，斷裂應(yīng)力極限下降，碰磨加劇，老化加速等。
階梯型載荷（葉片）以及帶有周期性加強狀態(tài)的加速任務(wù)試車是加強試車方法的一種方式。葉片采用加速任務(wù)試車方法能夠在持久試車時間縮短 " "倍的情況下，給出用金屬和合金制造的產(chǎn)品和樣品的耐久極限。這些金屬和合金的屈服疲勞強度曲線存在一個平直段。
帶有周期性加強狀態(tài)的加速任務(wù)試車用在加力狀態(tài)下，這種試車還被推廣到其他產(chǎn)品，它們的故障模式應(yīng)是由部件逐漸積累的磨損所引發(fā)的。通常表現(xiàn)為控制參數(shù)發(fā)生單調(diào)的變化。這種方式還沒有應(yīng)用到復(fù)雜的產(chǎn)品，因為它們不能靠單一參數(shù)表征其極限狀態(tài)。
“完全破壞”的方法是建立在損傷線性累積和后期壽命損耗，不取決于載荷歷程的原則上。減縮持久試車還要考慮某些裝置與技術(shù)條件中規(guī)定的相比剛性較強以及輸出控制參數(shù)的容許偏差。
在一些組合的加速任務(wù)試車中通過幾種方法的配合來達到加速效率。
中國航空網(wǎng) www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：飛機檢測與維修實用手冊 4(5)
