Расчет надежности и прогнозирование долговечности деталей ГТУ на базе двигателя ДО-49
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
розийные повреждения, упрочняющее покрытие.
значение коэффициента, определяем как отношение пределов выносливости деталей, изготовленных по действующей технологии, к пределу выносливости аналогичного образца (детали), выполненного по стандартной технологии с наименьшей шероховатостью, принимаем = 1.
коэффициент характеризующий снижение пределов выносливости в результате коррозионного повреждения поверхностного слоя, при условии пресная вода (образец без концентрации напряжений в морской воде, а также с концентрацией напряжений в пресной воде), принимаем =0.23
равен отношению предела выносливости деталей при упрочняющей технологии и деталей, изготовленных без ее применения.
Метод упрочнения:
специальная термическая обработка (нагрев до умеренных температур и быстрое охлаждение поверхности для создания сжимающих остаточных напряжений) обычно 1,6тАж.2,5, принимаем 1,7
Вычисляем величину Б:
мПа
Где коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла, для сталей принимаем = 0,2
Вычисляем параметры кривой выносливости:
Вычисляем математическое ожидание числа циклов до разрушения детали на максимальном режиме:
Среднеквадратическое отклонение числа циклов до разрушения определяем по формуле:
Принимаем коэффициент вариации =0,1
Теперь определяем
Отсюда
Вывод: В расчете надежности деталей при повторно-статическом нагружении определили надежность, она равна 1. Это значит, что при повторно-статическом нагружении за ресурс работы двигателя сохраняется его работоспособность.
5. Расчет надежности деталей с учетом длительной прочности
Для большинства конструкционных материалов при нормальной температуре статистическая прочность практически не зависит от времени приложения нагрузки. С повышением температуры механические свойства материалов изменяются, пределы прочности обычно повышаются, но при некоторых температурах она может понижаться.
Предел длительной прочности - это постоянное напряжение, приложенное к образцу или детали, при постоянной температуре и приводящее к их разрушению в течение заданного промежутка времени.
ПОРЯДОК РАСЧЕТА.
Двигатель в эксплуатации работает в режимах:
максимальном при Тmах л=1063 К
-малого газа при Тт г Л =723 К
Вычисляем фиктивное напряжение в деталях на всех режимах работы двигателя:
,
где - рабочее напряжение в расчетном сечении на максимальном режиме (из расчета на прочность).
Из таблиц находим значения для tp1,tp2=100, 1000 и определяем А
Тмах=1063 К n=7.341 A=7.53*1021 Тмг=723 К n=9. 9,3 A=2.54*1029
;
Определяем время до разрушения в каждом режиме эксплуатации:
-на максимальном режиме работы;
- на минимальном режиме работы.
Величина относительных накоплений повреждений за время эксплуатации:
Определяем дисперсию случайной величины П с помощью теоремы о математическом ожидании и дисперсии линейной функции:
Вычисляем дисперсию относительной величины накопленных повреждений при работе двигателя на максимальном режиме:
где коэффициент влияния
,
дисперсия возмущающих факторов:
;
где
Вычисляем дисперсию относительной величины накопленных повреждений при работе двигателя на режиме малого газа.
где коэффициент влияния
дисперсия возмущающих факторов:
,
где
Тогда
Вывод: В результате проведенного расчета была определена величина относительных накоплений повреждений за время эксплуатации, которая составила 0,1198, а также дисперсию случайной величины П при работе двигателя на максимальном режиме и малый газ.
6. Расчет надежности лопатки в конце выработки ресурса
турбина двигатель надежность лопатка
Учитывая, что разрушение лопаток турбины может произойти как в результате случайного выброса нагрузки, так и в результате случайного накопления повреждений.
Определим вероятность неразрушения лопатки рабочего колеса:
- вероятность неразрушения с учетом внезапных отказов лопатки за время эксплуатации.
;
- вероятность неразрушения с учетом постепенных отказов рабочего колеса в конце выработки ресурса,
- вероятность неразрушения с учетом постепенных отказов рабочего колеса в начале эксплуатации и в конце выработки ресурса.
Суммарная величина относительных накопленных повреждений за время эксплуатации.
;
Определяем суммарную дисперсию случайной величины П с помощью теоремы о математическом ожидании и дисперсии линейной функции.
Вычислим вероятность безотказной работы двигателя за время эксплуатации:
;
;
;
;
Отсюда: .
Теперь определим вероятность неразрушения лопаточного венца с учетом внезапных отказов в течении цикла:
Определим коэффициент запаса прочности:
Найдем вероятность безотказной работы:
;
Для 5.9 функцию вероятности определяем по таблице 3[1]
;
Для определения интенсивности отказов () необходимо определи