Повітряний вібростенд застосовується для втомних випробувань лопаток при коливаннях за власними формами з високими частотами до 20 000 Гц.
Схема повітряного вібростенда приведена в графічній частині проекту. Лопатка 1, закріплена в спеціальному затиску 2, встановлюється на нерухомому столі. Коливання лопатки збуджуються повітрям, що подається регулятором 16 в сопло 15 на лопатку через обертовий диск 3 з прорізами. Переміщення прорізів між соплом і лопаткою призводить до пульсуючому впливу повітря на лопатку з частотою, пропорційною частоті обертання диска і числу прорізів в диску. При збігу частоти пульсацій повітря з частотою власних коливань лопатки її коливання різко посилюються і призводять до втомного руйнування.
Диск обертається за допомогою основного 8 і стабілізуючого 9 електродвигунів, обороти яких управляються від генератора змінних напруг 7 через підсилювач потужності 6 і регулятор 5 за допомогою спеціального індукційного датчика зворотного зв'язку 4.
Контроль рівня механічних змінних напружень в лопатці проводиться за допомогою приклеєного тензорезистора 10 та спеціальної тензоаппаратури 11. Сигнал і частота коливань лопатки виводяться на екрани осцилографа 12, вольтметра 13 і частотоміра 14.
3.4.5 Дослідження розподілу відносних напруг
На лопатках з мінімальною, середньої і максимальної частотами перший изгибной форми резонансних коливань проводиться дослідження розподілу відносних напруг на даній формі коливань.
Тензорезистори з базою 5мм і кроком 10мм наклеюються уздовж вхідний і вихідний кромок з боку корита і вздовж спинки в місцях найбільших товщин профілю. Схема препарування лопаток турбіниТНА тензорезисторами приведена в графічній частині проекту.
За результатами дослідження перший лопатки допускається обмежити число тензорезисторів за рахунок перетинів, де відносні напруги складають менше 40% від максимальних напружень.
Отримані епюри розподілу відносних напруг по трьох лопаток усереднюються і за середнім значенням будуються криві розподілу відносних напруг. При побудові епюр розподілу відносних напруг за одиницю відліку приймається максимальне значення напруг.
На малюнку 2.1 наведено епюри розподілу відносних напруг на досліджених робочих лопатках турбіниТНА на частоті першої изгибной форми коливань.
З результатів тензометрирования випливає, що навантаженої зоною лопаток, де діючі напруги складають понад 95% від максимальної напруги, є вхідна і вихідна кромки на відстані від 60 до 70мм від основи хвостовика.
Надалі досліджувані лопатки препарувати тензорезисторами № № 2, 3, 2 «, 3», розташованими в зоні дії найбільших напруг.
3.4.6 Метод випробувань на втому
Метою випробування на втому є визначення межі витривалості і параметрів кривої втоми лопаток.
Випробування лопаток на втому проводиться при резонансних коливаннях по першій изгибной формі при температурі 20 +5 С.
Рівень навантаження лопаток задається з урахуванням модуля пружності, зазначеного в паспорті матеріалу, з якого виготовлені лопатки. Для лопаток зі сплаву ЦНК - 7П за довідковими даними модуль пружності б...
