Газогенератор наземной установки на основе ГТД-110
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
0 .1727 18.64 239.87 231.11 4.1
.5900 .1727 20.12 234.34 224.96 4.2
.6000 .1727 21.11 229.92 220.12 4.3
.6200 .1727 22.65 221.33 210.92 4.5
Рис. 7 - Изменение напряжений по сечениям
Рис. 8 - Изменение запасов прочности по сечениям
В данной расчетной работе был проведен расчет диска первой ступени компрессора низкого давления ГТУ. Были получены значения радиального, окружного и эквивалентного напряжений в различных радиальных сечениях диска. Также были посчитаны значения запасов прочности в радиальных сечениях диска.
Значения запасов прочности по сечениям диска удовлетворяют нормам прочности, по которым запас прочности должен быть не менее 1.3тАж.1.5. В нашем случае минимальный запас прочности 3.4, что обеспечивает безопасную работу диска, компрессора и двигателя в целом.
5. Расчет динамической частоты первой формы изгибных колебаний и построение частотной диаграммы
При работе авиационного газотурбинного двигателя на рабочие лопатки компрессора действуют периодически изменяющиеся газовые силы, что связанно с неравномерностью газовоздушного потока по окружности в проточной части двигателя. Эти силы вызывают вынужденные колебания лопаток. При совпадении частот собственных колебаний лопатки с частотами вынужденных колебаний наступают резонансные колебания, при которых амплитуда колебаний резко возрастает, что может привести к разрушению лопатки. Опасных резонансных колебаний можно избежать путем изменения частоты собственных колебаний лопаток или частоты и величины возбуждающей силы.
Колебания лопаток могут быть изгибными, крутильными, сложными (изгибно-крутильными) и высокочастотными пластиночными.
Особенно легко возбуждаются колебания по основной (первой) изгибной форме. Нередко возникают колебания по второй или третьей изгибной, первой или второй крутильной формам.
Цель расчета.
Полный расчет лопаток на колебания включает в себя:
определение нескольких частот (обычно низших) собственных изгибных колебаний;
определение частоты сил, вызывающих вынужденные колебания лопаток;
определение резонансных режимов работы двигателя;
оценка сил демпфирования колебаний;
оценка вибронапряжений лопатки при ее колебании.
Ограничимся первыми тремя пунктами на стадии проектирования.
Целью данного расчета является определение частоты собственных изгибных колебаний рабочей лопатки первой ступени компрессора по первой форме, построение частотной диаграммы и нахождение резонансных режимов работы двигателя.
Методика расчета.
Для определения частоты собственных изгибных колебаний лопаток по первой форме воспользуемся энергетическим методом Релея, который основан на законе сохранения энергии свободно колеблющейся упругой системы. Согласно этому закону для свободных колебаний упругой системы без учета сил сопротивления сумма кинетической и потенциальной энергий сохраняется все время неизменной. Сущность метода состоит в том, что вычисляются максимальные значения потенциальной энергии лопатки в ее крайнем положении, а кинетической энергии в среднем.
Вращение лопатки совместно с диском, на котором она закреплена, оказывает влияние на ее колебания, так как центробежная сила стремится вернуть колеблющуюся лопатку в положение равновесия. Действие центробежной силы лопатки приводит к тому же результату, что и увеличение жесткости, поэтому частота собственных колебаний вращающейся лопатки (динамическая частота) повышается с увеличением частоты вращения ротора.
Динамическую частоту собственных изгибных колебаний вращающейся лопатки определяем по формуле:
,
где - собственная частота лопатки; - частота вращения ротора, об/c; - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрии лопатки и формы упругой линии.
Определив коэффициент и задавшись несколькими значениями частот в диапазоне рабочих частот вращения двигателя, находим соответствующие величины динамических частот собственных колебаний лопатки и строим зависимость
.
Построение частотной диаграммы.
Для построения частотной диаграммы необходимо нанести на график диапазон рабочих частот вращения двигателя от оборотов малого газа до максимальных оборотов. За частоту вращения ротора на режиме малого газа принимаем для ТВД
.
Для определения резонансных режимов работы двигателя с учетом принятого масштаба нанести на график пучок прямых линий, выходящих из начала координат, которые представляют собой частоты колебания гармоник возбуждающих сил, описываемых уравнением
,
где - порядок гармоник возбуждающих сил; на графике он равен тангенсу угла наклона прямой. Для проектируемого двигателя=1 количество датчиков давления,= 8 - количество стоек; =37 - число лопаток направляющего аппарата .
Точки пересечения лучей с кривой изменения дадут резонансные частоты вращения двигателя.
Расчет проводим по методике [3]. Вычисления делаем по программе кафедры 203 Dinlop.exe. Результаты расчета приведены в таблице и график частотной диаграммы на рис.9 .
ЧET ДИHAMИЧECKOЙ ЧACTOTЫ 4 ФOPM
ИЗГИБHЫX KOЛEБAHИЙ ЛOПATKИ KOMПРECCOPA (TУPБИHЫ)ДOM PEЛEЯ-MEЙEPOBИЧ
ВЫПOЛHИЛ(A) : Бушанова Виолетта
У3EЛ ДBИГATEЛЯ: кoмпpeccop MATEPИAЛ: BT3-1
ИCXOДHЫE ДAHHЫE:
Лoпaткa cплoшнaяды лoпaтки - кopнeвaя, cpeдняя, пepифepийнaя[м]= 0.1240000 0.1240000 0.1240000 ксимальные толщины профиля пера лопатки[м]= 1.1520000E-02 8.6399997E-03 5.7600001E-03
Макcимaльныe cтpeлы прогибa пpoфиля пepa лoпaтки[м]= 5.1699998E-03 4.8000002E-03