Прочностной раiет компрессора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?анные:
- плотность материала ;
радиус корневого сечения ;
длина лопатки ;
площади сечения пера лопатки
;;;
минимальные моменты инерции сечения пера
;;;
частота вращения
.
Раiет выполняется с помощью кафедральной программы DINLOP.exe, результаты раiета заносятся в файл RDL.rez (таблица 4.1).
Таблица 4.1 - Результаты раiета динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора
РАiЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ - 1 ФОРМЫ
ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА (ТУРБИНЫ)
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ РЕЛЕЯ
---------------------------------------------------------------------
ВЫПОЛНИЛ(А) : Koshkina 242
УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: компрессор МАТЕРИАЛ: vt-3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 115000.000000 115000.000000 115000.000000 115000.000000
.000000 115000.000000 115000.000000 115000.000000
.000000 115000.000000 115000.000000= 4530.000000 VP= 0.000000E+00 RP= 1.549000E-01= 6.190000E-02 RK= 9.300000E-02 L= 6.190000E-02= 5.820000E-05 FC= 4.850000E-05 FP= 2.910000E-05 JK= 5.430000E-11
JC= 2.940000E-11 JP= 5.600000E-12 NSM= 328.636700EPS= 1.000000E-03
Q0= 1.600000 Q1= 2.500000
---------------------------------------------------------------------
РЕЗУЛЬТАТЫ РАiЕТА:NS [об/с] F1 [1/с]
1.83939900 .0 821.8901
1.83939900 32.9 824.3627
1.83852100 65.7 831.7357
1.83742000 98.6 843.8781
1.83588600 131.5 860.5840
1.83386800 164.3 881.5888
1.83149400 197.2 906.5873
1.82885800 230.0 935.2520
1.82534500 262.9 967.2485
1.82216000 295.8 1002.2490
1.81831700 328.6 1039.9420
---------------------------------------------------------------------
По результатам раiета построим частотную диаграмму. Для ТВаД за частоту вращения малого газа принимают (принимаем ).
Для определения резонансных режимов работы необходимо учесть частоты колебаний гармоник возбуждающих сил. В нашем случае наибольшее влияние на возможность возникновения резонансного режима оказывают опорные стойки (4 штуки), а так же лопатки ВНА на входе в компрессор (30 штук), и НА за 1-ой ступенью(60 штук). Их влияние описывается уравнением
,
Где - порядок гармоник возбуждающих сил;
- частота вращения ротора (об/с).
Рисунок 4.1 - Частотная диаграмма колебаний лопатки
Вывод: по частотной диаграмме видно, что резонансные режимы работы лопаток первой ступени находятся за пределами рабочего диапазона частот вращений ротора. Таким образом, возникновение резонансных колебаний лопаток при работе компрессора в его рабочем диапазоне невозможно.
6. Раiет деталей камеры сгорания на прочность
Способ раiёта на прочность зависит от конструкции камеры сгорания. Напряжения, вызывающие поломку, во многих случаях происходит от частых изменений режима работы двигателя, при которых происходит резкий перепад температур. Анализ поломок показывает, что часть из них происходит из-за температурных напряжений в материале. Камера сгорания расiитывается на прочность и устойчивость на максимальном режиме работы двигателя при полёте у земли в зимних условиях. В целях упрощения раiёта допускается представлять наружный корпус в виде цилиндрической оболочки, с диаметром, равным среднему диаметру реального корпуса.
6.1 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;
) на оболочку так же действует внешнее нормальное давление, равное атмосферному давлению;
) 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.
6.2 Исходные данные:
Материал - сталь 12Х18Н9Т;
Модуль упругости Е=1,91011 Па;
Коэффициент Пуассона ?=0,3;
Давление в КС Па;
Толщина оболочки ?=2,2 мм;
Радиус оболочки R=0,196 м;
Рисунок 5.1 - 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 сталей).
К = 500 / 74,50=6,7.
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.
6.3 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.
d=2,2 мм - толщина оболочки.
R=86 мм - радиус оболочки.