Прочность корпусов и подвески двигателя
Информация - Транспорт, логистика
Другие материалы по предмету Транспорт, логистика
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
МАТИ - Российский государственный технологический
университет им. К. Э. Циолковского
Реферат
по дисциплине:
Прочность и динамика авиационных ГТД и стационарных ГТУ
на тему:
Прочность корпусов и подвески двигателя
Москва 2009 г.
Содержание
Введение
. Силовая схема корпуса. Условия работы силовых корпусов
. Расчет напряжений в корпусных деталях двигателя на основе модели осесимметричных оболочек
. Расчет напряженно-деформированного состояния корпусов с помощью метода конечных элементов
. Устойчивость корпусных деталей
. Расчет корпусов на непробиваемость
. Расчет элементов подвески
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Авиационные двигатели - классический пример сложнейшего устройства, в котором строжайшие требования надежности сочетаются с предельно тяжелыми нагрузками и условиями работы деталей и узлов, длительным ресурсом. Именно этим определяется важнейшее место прочностных расчетов, исследований и испытаний на всех этапах жизненного цикла двигателей: проектировании, доводке, изготовлении, эксплуатации. Именно поэтому в авиационном двигателестроении используются самые современные методы и средства прочностных расчетов и экспериментальных исследований. Именно поэтому авиационное двигателестроение, начиная с середины 20-го века было одним из важнейших стимулов развития прочностной науки в целом. Тенденции развития авиационных двигателей предполагают увеличение удельных параметров рабочего процесса, нагрузок на детали, повышение их рабочих температур и, следовательно, дальнейшее возрастание роли прочностных исследований и расчетов.
Специфика и сложность проблем обеспечения прочностной надежности требуют от специалистов по авиационным двигателям все более глубокой подготовки в области динамики и прочности. Применяемые в авиационном двигателестроении методы прочностных расчетов уже давно вышли за пределы традиционного для инженерной подготовки курса сопротивления материалов: трехмерный анализ напряженно-деформированного состояния деталей, анализ нестационарных полей температурных напряжений, детальный анализ процессов ползучести, малоцикловой усталости, процессов развития трещин, моделирование вибраций на основе трехмерных моделей с распределенными параметрами и т.д. Это заставило ввести в программу подготовки инженеров-двигателистов отдельную дисциплину Динамика и прочность авиационных двигателей и энергетических установок.
Реферат посвящен рассмотрению вопросов обеспечения прочности корпусов и подвески двигателя. Изложены основы прочностного расчета корпусов методом конечных элементов. Приведена постановка задачи и методика расчета корпусов на непробиваемость.
Прочность корпусов и подвески двигателя
Корпуса газотурбинного двигателя - основа его силовой схемы. Их прочность и жесткость во многом определяют работоспособность, надежность и безопасность двигателя в целом. В работе рассмотрены расчетные схемы и методы расчета корпусов на прочность, устойчивость, колебания. Кратко изложены проблемы обеспечения непробиваемости корпусов и прочности подвески двигателя.
.Силовая схема корпуса. Условия работы силовых корпусов
В силовую схему корпуса двигателя (см. Рис. 1) входят силовые корпуса компрессора 1, камеры сгорания 3 и 6, турбины 4, а также опоры ротора 8 и элементы, передающие усилия с опор на корпус 2, 5 и 7. Силовые корпуса ГТД в рабочих условиях подвержены действию статических и динамических (вибрационных) нагрузок. Вибрационные нагрузки, действующие на корпуса двигателя, порождаются неуравновешенностью роторов, колебательными процессами в проточной части двигателя, вибрацией агрегатов. Возникающие в корпусах вибрационные напряжения обычно малы, однако, в сочетании со статической и температурной нагрузкой в условиях концентрации напряжений могут привести к появлению усталостных трещин. Динамические напряжения определяются экспериментально.
Остановимся более подробно на статических нагрузках (см. Рис. 2). Они включают в себя газодинамические и инерционные силы и вес двигателя. Газодинамические силы распределены по поверхностям лопаток статора, корпусов 2 и направлены по нормали к этим поверхностям. Газодинамические нагрузки, действующие на лопатки статора, представляют в виде осевых 1 и окружных 3 компонент равнодействующих. Они определяются по результатам газодинамического расчета узлов двигателя. Газодинамические силы, действующие на ротор двигателя, в виде сосредоточенных сил 5 передаются на силовой корпус через подшипники.
Рисунок 1 Силовая схема корпуса ТРД
- корпус компрессора; 2 - лопатка спрямляющего аппарата последней ступени компрессора; 3 - наружный корпус камеры сгорания; 4 - корпус турбины; 5 - лопатка направляющего аппарата первой ступени компрессора; 6 - внутренний корпус камеры сгорания; 7 - шпилька; 8 - корпуса опор роторов
Рисунок 2 Схема нагружения корпуса ТРД
Инерционная нагрузка обусловлена эволюциями самолета и воздействует на корпуса в виде ин