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