перерізу; - число лопаток; - щільність газу - осьова складова швидкості газу перед лопаткою; - окружні складові швидкості газу перед і за лопаткою; - тиск газу (повітря) перед і за лопаткою. p> = 465 Н/м,
= 554 Н/м, = 795 Н/м.
11. Частота обертання робочого колеса = 16400 об/хв;
12. Щільність матеріалу лопатки = 4530 кг/м;
13. Межа тривалої міцності = 950 МПа.
Визначення напружень вигину
Напруження згину в кожній точці розрахункового перерізу визначаються за формулою
В
З метою спрощення розрахунку значення згинальних моментів і моментів опору беруть без урахування знаків (за модулем).
Напруга вигину від газових сил, як правило, визначають у трьох точках, найбільш віддалених від осі h (на малюнку 2.2 це точки А, Б і В).
Так у точці А
;
в точці В
;
в точці С
Разом з тим знак при визначенні напруги вигину характеризує вид деформації волокон лопатки. Так, якщо волокна лопатки розтягнуті, то напруга вигину має знак "+", Якщо ж вони стиснуті, то "-". Зауважимо, що від дії газових навантажень на крайках профілю (в точках А і В) завжди виникають напруги розтягнення, а на спинці профілю (в точці С) - напруги стиснення.
Визначення запасів міцності лопаток
При визначенні запасів міцності необхідно враховувати напруження, як від розтягування, так і вигину лопатки. Сумарне напруга в кожній точці розрахункового перерізу профільної частини лопатки
.
Для компресорних лопаток запас статичної міцності в кожній точці розрахункового перерізу
,
де - межа міцності.
Для компресорних лопаток останніх ступенів запас міцності визначають за формулою.
,
де - межа тривалої точності матеріалу лопатки з урахуванням температури в даному перетині й тривалість роботи.
Згідно з нормами міцності мінімальний запас по статичній міцності профільної частини робочої лопатки компресора повинен бути не менше 1,5. p> Обчислення робимо по програмі кафедри 203 Statlop.exe. p> Результати розрахунку наведені в додатку 2.1.
Висновок: Отримані значення запасів міцності у всіх перетинах задовольняють нормам міцності (k> 1,5); коефіцієнт запасу міцності завищений, оскільки крім статичних навантажень на перо лопатки діють і динамічні навантаження. p> Розрахунок на міцність диска компресора
Диски компресора - це найбільш відповідальні елементи конструкцій газотурбінних двигунів. Від досконалостіконструкцій дисків залежить надійність, легкість конструкцій авіаційних двигунів в цілому.
Навантаження, які діють на диски
Диски перебувають під впливом інерційних відцентрових сил, що виникають при обертанні від маси робочих лопаток і власної маси дисків. Ці сили викликають в дисках напруження розтягу. Від нерівномірного нагріву дисків турбін виникають температурні напруги, які можуть викликати як розтягування, так і стиснення елементів диска. p> Крім напружень розтягу і стиску, в дисках можуть виникати напруги кручення і вигину. Напруги кручення з'являються, якщо диски передають крутний момент, а згинні - виникають під дією різниці тисків і температур на бічних поверхнях дисків, від осьових газодинамічних сил, що діють на робочі лопатки, від вібрації лопаток і самих дисків, під дією гіроскопічних моментів, виникають при еволюціях літака.
З перерахованих напруг найбільш істотними є напруги від відцентрових сил власної маси диска і лопаткового вінця, а також температурні (у разі нерівномірного нагріву диска). Напруження згину залежать від товщини диска і способу з'єднання дисків між собою і з валом і можуть бути значними лише в тонких дисках. Напруги кручення звичайно невеликі і в розрахунках в більшості випадків не враховуються. p> Допущення, прийняті при розрахунку
В· диск вважається симетричним щодо серединної плоскості, перпендикулярній осі обертання;
В· диск знаходиться в плосконапряженном стані;
В· температура диска міняється тільки по його радіусу і рівномірна по товщині;
В· напруги на будь-якому радіусі не змінюються по товщині;
В· наявність отворів і бобишек на полотні диска, окремих виступів і проточек на його частинах не береться до уваги.
Основні розрахункові рівняння для визначення пружних напруг у диску від відцентрових сил і нерівномірного нагрівання
Для розрахунку диска на міцність використовуємо два диференціальних рівняння:
В В
де і - радіальні і окружні нормальні напруги; - поточні значення товщини і радіуса диска; - кутова швидкість обертання диска; - щільність матеріалу диска; - модуль пружності матеріалу диска; - коефіцієнт Пуассона; - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу диска; - Температура елемента диска на радіусі.
Точні рі...
