Проектирование компрессора высокого давления
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ыв происходит по образующей. В целях упрощения раiёта допускается представлять наружный корпус в виде цилиндрической оболочки, с диаметром, равным среднему диаметру реального корпуса.
Допущения, принимаемые при раiете камеры сгорания на прочность
) камеру сгорания рассматриваем как оболочку, нагруженную внутренним нормальным давлением равным давлению воздуха за компрессором, полученным при газодинамическом раiете;
2) на оболочку так же действует внешнее нормальное давление, равное давлению во втором контуре ;
) напряженное состояние таких оболочек, за исключением участков, расположенных вблизи фланцев или мест действия сосредоточенных сил, достаточно точно определится на основании безмоментной теории, которая предполагает отсутствие внутренних изгибающих и крутящих моментов, а, следовательно, и перерезывающих сил;
Исходные данные:
Материал - сталь 12Х18Н9Г;
Модуль упругости Е=1,91011 Па;
Коэффициент Пуассона ?=0,3;
Давление в КС Па;
Толщина оболочки ?=4 мм;
Радиус оболочки R=0,417 м;
Рисунок 6.1 - Схема оболочки, нагруженной внутренним и внешним нормальным давлением
Принимая толщину оболочки ?, напряжение, действующее в окружном направлении можно определить как:
;
Запас прочности в оболочках можно определить как
К = ?В / ?;
где ?В - предел прочности материала с учетом температурного нагрева и длительности работы, (500 МПа для данной стали).
К = 500 / 92,19 =5,42
Кожухи камеры имеют сварные швы, прочность которых всегда ниже прочности основного материала. Поэтому при сварке КС швы располагают под таким углом к образующей, при котором обеспечивается равнопрочность всей оболочки.
Раiет кожуха КС на устойчивость:
Внутренний корпус представляет собой коническую оболочку с цилиндрическим участком. Опасности потери устойчивости подвергается только цилиндрический участок.
Внутренняя оболочка может находиться в трёх состояниях:
устойчивое упругое равновесие между внешними силами и внутренними силами упругости. После снятия нагрузки оболочка восстанавливает прежнюю форму.
неустойчивое равновесие после снятия нагрузки оболочка не возвращается в прежнее состояние.
Между этими двумя состояниями существует переходное критическое состояние, при котором деформируемое тело находится в безразличном состоянии. Нагрузка, превышение которой вызывает потерю устойчивости, называется критической.
Если РИЗБ > РКР, то оболочка теряет форму.
Критическое давление расiитываем по формуле:
Е=1,91011 Па - модуль упругости материала Толщина оболочки ?=4 мм; Радиус оболочки R=0,2085 м; L=480мм - длина оболочки
Из результатов раiёта видно, что наружная оболочка камеры сгорания имеет малую вероятность разрушения от возникающих напряжений растяжения, а внутренняя вследствие потери устойчивости. Коэффициент запаса прочности составляет К=6,7. Завышенный коэффициент запаса связан с небольшим объемом материала узла (добавление материала не приведет к значительному увеличению массы) и повышенными требованиями к его надежности.
Заключение
В данной работе был проведен прочностной раiет наиболее нагруженных элементов ротора компрессора - рабочих лопаток, дисков рабочих колес и замковых частей. Раiет был выполнен для элементов первой ступени компрессора высокого давления. Раiет рабочей лопатки на статическую прочность показал, что ни в одном исследуемом сечении суммарное нагружение не превышает максимально допустимое напряжение для выбранного материала при заданных условиях работы. Раiетное распределение нагрузки по сечениям соответствует теоретическому. На основании прочностного раiета был выполнен раiет динамики первой (наиболее опасной) формы колебаний рабочих лопаток. Построеная на основании раiетов частотная диаграмма показала, что резонансные режимы работы лопаток первой ступени находятся за пределами рабочего диапазона частот вращений ротора высокого давления. Таким образом, возникновение резонансных колебаний при работе ротора в его рабочем диапазоне невозможно. При раiете на прочность диска рабочего колеса были получены графические зависимости, соответствующие теоретическому распределению радиального и окружного напряжения. Наличие скачка (резкого увеличения толщины) на ободе диска отметилось характерными скачками на эпюрах напряжений. Замковая часть рабочего колеса раiитывалась с учетом основных нагрузок, действующих на нее в процессе работы. Основной вид нагружения - центробежные силы - создает напряжения растяжения, смятия и изгиба. Напряжение изгиба, действующее на лопаточный замок, согласно раiетам, является максимальным. Прочностные раiеты конструктивных элементов первой ступени КВД продемонстрировали, что эти элементы имеют запас прочности, соответствующих общепринятым нормам.
Помимо этого, в работе был выполнен раiет элементов внешнего контура камеры сгорания проектируемого двигателя. Основным напряжением, действующим на наружный корпус, является напряжение растяжения от перепада давлений внутри второго контура камеры сгорания и вне ее (то есть во внешнем контуре ТРДД). Как показали раiеты, эта нагрузка находится в допустимых пределах.
Внутренний кожух камеры сгорания имеет достаточный запас устойчивости на наиболее протяженном участке. Следовательно, достаточными запасами устойчивости должны обладать и
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение