Газогенератор наземной установки на основе ГТД-110
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
потезе ломаных сечений
Изгибающий момент относительно точки В:
Максимальное напряжение от изгибающего момента возникает в точках
А и С:
9.86 МПа150 МПа.
Истинные напряжения изгиба определяются с учетом коэффициента концентрации напряжения . Величина зависит от глубины паза диска и угла наклона его грани :
При h=18-30 мм и =60-750 , ак=1,8-2,8.
Запас прочности в трапецевидных замках по изгибающим моментам находятся из выражения:
=5.43.
Допускаемые напряжения в гребнях диска приведены таблице
Материал диска (МПа) (МПа) (МПа)Алюминиевый сплав40-8060-10060-160Сталь120-160200-480200-400Титановый сплав80-160150-330120-280
В результате расчета замка лопатки были получены напряжение растяжения, смятия и изгибающие напряжения.
Окончательная оценка прочности определяется запасом прочности для каждого вида напряжений отдельно.
Максимальные напряжения замок испытывает от действия изгибающего момента. Полученные в результате расчета запасы прочности гарантируют надежное закрепление лопаток в диске с помощью трапецивидного замка.
4. Расчет на прочность диска компрессора
Диски компрессора - это наиболее ответственные элементы конструкций газотурбинных двигателей. От совершенства конструкций дисков зависит надежность, легкость конструкций авиационных двигателей в целом.
Нагрузки, действующие на диски.
Диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при вращении от массы рабочих лопаток и собственной массы дисков. Эти силы вызывают в дисках растягивающие напряжения. От неравномерного нагрева дисков турбин возникают температурные напряжения, которые могут вызывать как растяжения, так и сжатие элементов диска.
Кроме напряжений растяжения и сжатия, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Напряжения кручения появляются, если диски передают крутящий момент, а изгибные - возникают под действием разности давлений и температур на боковых поверхностях дисков, от осевых газодинамических сил, действующих на рабочие лопатки, от вибрации лопаток и самих дисков.
Из перечисленных напряжений наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, а также температурные (в случае неравномерного нагрева диска). Напряжения изгиба зависят от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом и могут быть значительными лишь в тонких дисках. Напряжения кручения обычно невелики и в расчетах в большинстве случаев не учитываются.
Допущения, принимаемые при расчете.
При расчете принимаем следующие допущения:
диск считается симметричным относительно серединной плоскости, перпендикулярной оси вращения;
диск находится в плосконапряженном состоянии;
температура диска меняется только по его радиусу и равномерна по толщине;
напряжения на любом радиусе не меняются по толщине;
наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек на его частях не принимается во внимание.
Цель расчета.
Целью расчета является определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по радиусу диска.
Исходные данные.
Частота вращения диска =3000 об/мин;
Материал диска - титановый сплав ВТ3;
Плотность материала = 4500 кг/м;
Напряжение в корневом сечении пера лопатки от растяжения центробежными силами на расчетном режиме = 110.943 МПа;
Рис. 6 - Расчетная схема диска
Площадь корневого сечения лопатки =0.99-03м;
Число лопаток на рабочем колесе =41;
Площадь радиального сечения разрезной части обода ;
Радиус центра тяжести площади радиального сечения = 0.61 м;
Значения геометрических величин по сечениям диска Табл. 3
Номер сеченияR, мb, м10,50,172720,510,172730,520,172740,530,172750,540,172760,5550,172770,5660,172780,5780,172790,590,1727 100,610,1727 110,620,1727
Напряжение ?Rл от центробежных сил лопаток и замковой части обода может быть определено для случая, когда лопатки и диск изготовлены из материала с одинаковой плотностью, по формуле:
где z - число лопаток на ободе диска;
?рк - напряжение в корневом сечении лопатки от растяжениями центробежными силами;К - площадь корневого сечения лопатки;
? - плотность материла диска и лопатки;- площадь радиального сечения разрезной части обода диска;- радиус центра тяжести площади f;- наружный радиус неразрезного обода диска;К - ширина обода диска на радиусе RK.
Ниже приведены результаты расчета диска на ЭВМ (см.табл. 4) и изменение радиального и окружного напряжения, и запасов прочности по сечениям диска. Расчет выполняем по программе DISK 112.exe [2].Результаты приведены в таб.4
РАCЧЕТ НА ПРОЧНОCТЬ ДИCКОВ КОМПРЕССОРОВ И ТУРБИН
********************************************************************************
ВЫПОЛНИЛ(А) : Bushanova V
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 0 DT= 0
Частота вращения = 3000.0 об/мин
Количество расчетных сечений = 11
Количество скачков на контуре = 0
Контурная нагрузка = 22.649 МПа= 0 BZ= 0 NZ= 1 QZ= 0
Коэффициент Пуассона = .30(1)= .5000 R(2)= .5100 R(3)= .5200 R(4)= .5300(5)= .5400 R(6)= .5550 R(7)= .5660 R(8)= .5780(9)= .5900 R(10)= .6000 R(11)= .6200(1)= .1727 B(2)= .1727 B(3)= .1727 B(4)= .1727(5)= .1727 B(6)= .1727 B(7)= .1727 B(8)= .1727(9)= .1727 B(10)= .1727 B(11)= .1727
Плотность материала = 4500.00
Предел длит. прочности материала= 950.0
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:R(I),M B(I),M SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP
.5000 .1727 .00 282.78 282.78 3.4
.5100 .1727 3.41 276.45 274.76 3.5
.5200 .1727 6.48 270.41 267.23 3.6
.5300 .1727 9.22 264.64 260.15 3.7
.5400 .1727 11.67 259.11 253.47 3.7
.5550 .1727 14.89 251.14 244.03 3.9
.5660 .1727 16.84 245.63 237.66 4.0
.578