Расчет надежности и прогнозирование долговечности деталей газотурбинных двигателей
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Е. ЖУКОВСКОГО ХАИ
Расчетно-пояснительная записка
по диiиплине: Надежность Авиационных двигателей
Тема: РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ГТД
ВВЕДЕНИЕ
Надежность - это один из основных показателей качества изделия, проявляющийся во времени и отражающий изменения, происходящие в изделии на протяжении всего его периода эксплуатации. Надежность, как свойство изделия, закладывается на этапе проектирования, реализуется при изготовлении и поддерживается в процессе эксплуатации. Следует всегда иметь в виду, что качественно проработанный проект является основой надежности будущего изделия.
Поведение реальных конструкций обусловлено взаимодействием целого ряда факторов, имеющих явно выраженный случайный характер. В связи с этим определение надежности конструкций невозможно без применения методов теории вероятностей и математической статистики.
На основании физики возникновения отказы могут быть разделены на две группы:
внезапные отказы, имеющие характер случайного выброса:
хрупкое разрушение;
превышение предела текучести в какой-либо точке детали, для которой остаточные деформации недопустимы;
возникновение слишком больших упругих деформаций.
постепенные отказы, возникающие в результате необратимого накопления повреждений в детали:
пластические деформации (деформации ползучести);
усталостные повреждения, ведущие к развитию усталостных трещин.
Таким образом, при оценке надежности деталей авиационных ГТД необходимо учитывать внезапные и постепенные отказы. Эти два вида разрушений в первом приближении можно считать независимыми друг от друга.
Изложенные выше допущения позволяют принимать в качестве основного показателя надежности детали вероятность безотказной работы (неразрушения), формула которой имеет вид:
где и - вероятность безотказной работы с учетом внезапных и постепенных отказов.
1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОМПРЕССОРА ГТД
Компрессор авиационного газотурбинного двигателя предназначен для сжатия рабочего тела (воздуха) перед подачей его в камеру сгорания. Прототип проектируемого двигателя - ТВаД ТВ3-117 - оснащен осевым компрессором.
Компрессор - осевой, дозвуковой, двенадцатиступенчатый, состоит из:
корпуса передней опоры;
входного направляющего аппарата (ВНА);
корпусов компрессора с направляющими аппаратами (НА);
спрямляющего аппарата;
ротора компрессора;
первой и второй опор дв-ля.
Для повышения запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) дв-ля при работе на нерасчетных режимах, он оборудован следующими конструктивными механизмами:
. Поворотными лопатками ВНА и НА первых 4-х ступеней;
. Двумя клапанами перепуска воздуха (КПВ) из-за 7-ой ступени.
2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА
Рабочие лопатки компрессора подвержены нагрузкам от газовых и цент - рубежных сил, которые вызывают статические и переменные напряжения.
Статические напряжения в лопатках в основном складываются из напряжений растяжения от центробежных сил и изгибных напряжений от газовых и центробежных сил, вызванных наличием выносов центров тяжести для компенсации изгиба от газовых сил.
В качестве исходных данных используем результаты курсового проекта по курсу Теория и расчет лопаточных машин.
Исходные данные
материал: ВТ3.
температура:- ;
Предел длительной прочности МПа.
Коэффициент вариаций предела длительной прочности .
Плотность материала кг/.
Мощность ступени Вт.
Число лопаток .
Угловая скорость рад/с.
Высота лопатки м.
Втулочный радиус м.
Средний радиус м.
Периферийный радиус м.
Расход газа кг/с.
Осевые составляющие абсолютной скорости газа на входе:
м/с;
м/с.
Давление на входе и выходе ступени:
Па;
Па.
Длина хорды лопатки м.
Максимальная стрела прогиба у корневого сечения м.
Максимальная толщина профиля корневого сечениям.
Окружные составляющие скорости газа в относительном движении
м/с;
м/с.
Статическое давление на входе и выходе РК:
Па
Па
Статическая температура на входе и выходе РК:
К
К
Плотность газа на входе и выходе РК:
кг/м3
кг/м3
Расчет интенсивности газовых сил:
в плоскости вращения на среднем радиусе:
в осевой плоскости в корневом сечении:
в осевой плоскости в периферийном сечении:
Исходные данные для расчета на ЭВМ
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕРА РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА (ТУРБИНЫ)
-------------------------------------------------------------------------------
ВЫПОЛНИЛ(А): koshkina
УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: компрессор МАТЕРИАЛ: vt-3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 1.000000 CL= 6.200000E-02 RK= 9.300000E-02 RP= 1.550000E-01
VP= 0.000000E+00 UPP= 0.000000E+00 APP= 0.000000E+00= 19718.200000 AA= 0.000000E+00 AU= 0.000000E+00 PU= 1826.270000= 1559.310000 PAP= 2428.830000 RO= 4500.000000= 2.800000E-02 2.800000E-02 2.800000E-02= 7.000000E-02 5.500000E-02 4.000000E-02= 1.960000E-03 1.540000E-03 1.120000E-03= 1.380000 1.180000 7.800000E-01
SPT= 1050.000000 1050.000000 1050.000000 1050.000000
.000000 1050.000000 1050.000000 1050.000000
.000000 1050.000000 1050.000000- указатель типа расчитываемой лопаточной машины (компрессор);, PO9 - плотность материала лопатки и ее отклонение (кг/м);- предел длительной прочности материала пера лопатки - массив из 11 чисел (МПа); VSPT - коэфициент вариации предела длительной пр