Расчет надежности и прогнозирование долговечности деталей ГТУ на базе двигателя ДО-49
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского ХАИ
Кафедра 203
Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе
по диiиплине: Надежность, динамика и диагностика ГТУ
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ГТУ НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ ДО-49
Выполнил: студент 251а гр.
Харьков
Содержание
Введение
. Описание конструкции турбины
. Задание на курсовое проектирование
. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов
. Расчет надежности лопатки турбины при повторно-статических нагружениях
. Расчет надежности деталей с учетом длительной прочности
. Расчет надежности лопатки в конце выработки ресурса
. Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Надежность - это один из основных показателей качества изделия, проявляется во времени и отражающий изменения, происходящие в двигателе на протяжении всего периода его 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 основе физики возникновения отказы деталей двигателя могут быть разбиты на две группы:
. Внезапные отказы, показывающие 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 стационарных двигателей 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 (вероятность не разрушения), формула, для определения которой будет иметь вид:
P(t)=[ PB(t)]* [ PП(t)];
где [Pe(t)], [Pn(t)] - вероятность безотказной работы с учетом внезапных и постепенных отказов.
1. Описание конструкции турбины
Турбина двигателя приводит во вращение компрессор двигателя.
Турбина двигателя - осевая, реактивная трехступенчатая, состоит из аппарата соплового первой ступени, аппарата соплового второй ступени, аппарата соплового третьей ступени, ротора и опорного венца.
Турбина двигателя выполнена неохлаждаемой.
Аппарат сопловой первой ступени предназначен для преобразования потенциальной энергии газов в кинетическую за счет разгона потока газа на лопатках соплового аппарата.
Аппарат состоит из корпуса, пакета лопаток, аппарата направляющего, вставки и обечайки верхней.
Аппарат сопловой первой ступени крепится фланцем корпуса к фланцу корпуса аппарата соплового второй и третьей ступени.
Аппарат сопловой второй и третьей ступени состоит из корпуса, пакета лопаток второй ступени, пакета лопаток третьей ступени, вставок и сотовых уплотнений.
Ротор турбины - трехступенчатый, предназначен для преобразования кинетической энергии газа в работу.
Ротор турбины барабанно-дисковой конструкции. Диски соединены между собой штифтовым соединением. Задняя опора ротора турбокомпрессора - роликовый подшипник - размещен в опорном венце турбины.
Ротор - неразборный, состоит из дисков, лопаток рабочих и вставок лабиринтных.
Рабочие лопатки установлены в дисках, между которыми установлены лабиринтные вставки, предназначенные для устранения утечек газа в обход сопловых лопаток на собранном двигателе.
2. Задание на курсовое проектирование
1. Оценить надежность и долговечность лопатки первой ступени турбины, спроектированной в процессе выполнения курсового проекта по диiиплине Проектирование энергоустановок и Газотурбинные установки, компрессорные станции и магистрали. Двигатель ДО-49 с N=2850 кВт, Gb=16.23 кг/с, Тг=1223 К.
. Выполнить расчеты:
.1. Расчет надежности лопатки с учетом внезапных отказов.
.2. Расчет надежности лопатки при повторно-статическом нагружении.
.3. Расчет надежности деталей с учетом длительной прочности.
.4. Определение вероятности неразрушения лопатки турбины за время цикла применения в конце выработки ресурса.
. Выполнить анализ полученных результатов.
3. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов
При помощи программы кафедры 203 n_lop.exe и методических пособий [1, 2] проводим расчет для всех сечений лопатки, в результате, которого получаем распределение прочностных хара