Проектирование компрессора высокого давления
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?и):
в осевом направлении (в периферийном сечении):
С целью уменьшения изгибающих напряжений в лопатке от газовых сил установим перо лопатки таким образом, чтобы центр тяжести периферийного сечения был смещен в окружном и осевом направлении. Таким образом изгибающее напряжение будет частично уменьшено и компенсированно напряжением, возникающим от действия центробежных сил. Раiет лопатки на прочность выполнен с помощью кафедральной программы STATLOP.exe.
На основании полученых раiетных данных построим графические зависимости, отображающие распределение суммарной нагрузки и запасов прочности по сечениям исследуемого пера лопатки (рисунки 2.2-2.3)
Рисунок 2.2 - Распределение суммарной нагрузки по сечениям пера лопатки
Рисунок 2.3 - Распределение Суммарных напряжений по сечениям пера лопатки
Рисунок 2.4 - Распределение запасов прочности по сечениям пера лопатки
Полученные графические зависимости показывают, что ни в одном исследуемом сечении суммарное нагружение не превысило максимально допустимое напряжение для данного материала при данных условиях работы. Раiетное распределение нагрузки по сечениям соответствует теоретическому распределению: в результате действия изгибных нагрузок на кромках профиля лопатки возникает напряжение растяжения (точки А и В), а на спинке профиля возникает напряжение сжатия (точка С). Полученый запас прочности соответствуют нормам прочности (согласно которым его минимальное значение для лопаток компрессора должно составлять не менее 1,5). Максимальный запас прочности наблюдается на спинке профиля.
3. Раiет на прочность диска рабочего колеса компрессора
высокого давления Диски компрессоров - это наиболее ответственные элементы конструкции газотурбинных двигателей. При вращении ротора диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при воздействии от массы рабочих лопаток и собственной массы диска, что вызывает в них растягивающие напряжения. Помимо растягивающих напряжений, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Кручение вызвано передачей диском крутящего момента. Причиной появления изгибного напряжения может быть разность давлений на боковых поверхностях диска, действие осевых газовых сил, вибрация лопаток и самих дисков, а так же действие гироскопического момента при совершении ЛА различных эволюций. Наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил. Напряжения кручения, как правило, незначительны, и поэтому практически не учитываются. Напряжения изгиба зависят, в первую очередь, от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом (и проявляются, как следствие, в относительно тонких дисках).
При раiете на прочность принимаются следующие допущения: - диск iитается симметричным относительно срединной плоскости, перпендикулярной к оси вращения; - диск находится в плосконапряженном состоянии; - напряжение на любом радиусе не меняется по толщине; - наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек не принимается во внимание.
Исходные данные:
Частота вращения диска =12882,9 об/мин;
Материал диска - титановый сплав ВТ-3;
Плотность материала= 4530 кг/м;
Напряжение в корневом сечении пера лопатки от растяжения центробежными силами на раiетном режиме=172,535 МПа;
Площадь корневого сечения лопатки =0,832 м;
Число лопаток на рабочем колесе =65;
Площадь радиального сечения разрезной части обода=0,00046 м;
Радиус центра тяжести площади радиального сечения = 0,2159 м;
Предел длительной прочности 950 Мпа;
Раiет контурной нагрузки:
Таблица 3.1- Исходные данные по сечениям диска
№ сеч.Rb10,16630,0090120,17320,0299930,1750,0299940,180,0299950,1820,0297560,1840,0288370,1860,027880,1880,0270590,1910,02582100,1940,02535110,1970,02553120,1990,02596130,20,02672140,2010,02799150,2020,02896160,2050,02999170,2080,03449180,2110,0389190,2140,04299200,2170,04299
Рисунок 3.1- Диск РК первой ступени копрессора
компрессор двигатель прочность лопатка
В данном раiете не будут учитываться температурные напряжения диска, поскольку диски компрессора работают в значительно меньшем диапазоне температур, нежели диски турбин, а градиент температуры по радиусу диска - незначителен. Геометрические размеры диска в раiетных сечениях и радиусы этих сечений принимаем согласно раiетной схеме (рисунок 3.1). Раiет диска на прочность выполнен с помощью кафедральной программы DРЖSK_112.exe.
На основании полученых раiетных данных построим графические зависимости, отображающие распределение радиальной и окружной нагрузки, а так же коэфициента запаса прочности по сечениям исследуемого диска (рисунки 3.2-3.3)
Рисунок 3.2 - Распределение радиального напряжения по сечениям
Рисунок 3.3 - Распределение коэффициента запаса прочности по сечениям
Полученные графические зависимости соответствуют теоретическому распределению радиального и окружного напряжения. Очевидно, что наличие центрального отверстия на ободе диска перераспределяет роль между напряжениями, и окружное напряжение становится выше радиального. Наличие скачка (резкого увеличения толщины) на ободе диска отмечено характерными скачками на эпюрах напряжений. Во всех сечениях диска имеется достаточный запас прочности (соблюдается условие, согласно которому коэффициент запаса прочности для диска должен быть не менее 1.3).
4. Раiет на прочн
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение