Компрессор ТРДДФсм на базе двигателя РД-33
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?реднем сечении ?ср=0.0024м;
в периферийном сечении ?п =0.001м;
Максимальная стрела прогиба профиля h
в корневом сечении ек =0.003 м;
в среднем сечении еср =0.002 м;
в периферийном сечении еп =0.0007 м;
Угол установки профиля ?
в корневом сечении ?к=1.066рад;
в среднем сечении ?ср=0.918 рад;
в периферийном сечении ?п=0.501 рад;
Расчет интенсивности газовых сил:
в окружном направлении (для среднего сечения):
1280,63 ( н/м)
в осевом направлении (в корневом сечении):
в осевом направлении (в периферийном сечении):
С целью уменьшения изгибающих напряжений в лопатке от газовых сил установим перо лопатки таким образом, чтобы центр тяжести периферийного сечения был смещен в окружном и осевом направлении.
Таким образом изгибающее напряжение будет частично уменьшено и компенсированно напряжением, возникающим от действия центробежных сил. Расчет лопатки на прочность выполнен с помощью кафедральной программы STATLOP.exe. Результаты расчета заносятся в файл RZL.rez (таблица 2.1).
Таблица 2.1 - Результаты расчета на прочность лопатки рабочего колеса
На основании полученых расчетных данных построим графические зависимости, отображающие распределение суммарной нагрузки и запасов прочности по сечениям исследуемого пера лопатки (рисунки 2.2-2.3)
Рисунок 2.2 - Распределение суммарной нагрузки по сечениям пера лопатки
Рисунок 2.3 - Распределение Суммарных напряжений по сечениям пера лопатки
Рисунок 2.4 - Распределение запасов прочности по сечениям пера лопатки
Полученные графические зависимости показывают, что ни в одном исследуемом сечении суммарное нагружение не превысило максимально допустимое напряжение для данного материала при данных условиях работы. Расчетное распределение нагрузки по сечениям соответствует теоретическому распределению: в результате действия изгибных нагрузок на кромках профиля лопатки возникает напряжение растяжения (точки А и В), а на спинке профиля возникает напряжение сжатия (точка С).
Полученый запас прочности соответствуют нормам прочности (согласно которым его минимальное значение для лопаток компрессора должно составлять не менее 1,5). Максимальный запас прочности наблюдается на спинке профиля.
. Расчет на прочность диска рабочего колеса компрессора высокого давления
Диски компрессоров - это наиболее ответственные элементы конструкции газотурбинных двигателей. При вращении ротора диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при воздействии от массы рабочих лопаток и собственной массы диска, что вызывает в них растягивающие напряжения.
Помимо растягивающих напряжений, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Кручение вызвано передачей диском крутящего момента. Причиной появления изгибного напряжения может быть разность давлений на боковых поверхностях диска, действие осевых газовых сил, вибрация лопаток и самих дисков, а так же действие гироскопического момента при совершении ЛА различных эволюций.
Наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил. Напряжения кручения, как правило, незначительны, и поэтому практически не учитываются. Напряжения изгиба зависят, в первую очередь, от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом (и проявляются, как следствие, в относительно тонких дисках).
При расчете на прочность принимаются следующие допущения:
диск считается симметричным относительно срединной плоскости, перпендикулярной к оси вращения;
диск находится в плосконапряженном состоянии;
напряжение на любом радиусе не меняется по толщине;
наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек не принимается во внимание.
Исходные данные:
Частота вращения диска =14168.2 об/мин;
Материал диска - титановый сплав ВТ-3;
Плотность материала= 4530 кг/м;
Напряжение в корневом сечении пера лопатки от растяжения центробежными силами на расчетном режиме= 143,23 МПа;
Площадь корневого сечения лопатки = м;
Число лопаток на рабочем колесе =47;
Площадь радиального сечения разрезной части обода =0,000474 м;
Радиус центра тяжести площади радиального сечения = 0.1905 м;
Предел длительной прочности 950 Мпа;
Расчет контурной нагрузки:
Таблица 3.1- Исходные данные по сечениям диска
№ сеч.Rb10,10710,026720,11160,026730,1160,026740,11980,021650,12280,017560,12520,014270,12720,011580,12880,009390,13010,0075100,13110,0063110,1380,0063120,1450,0063130,1520,0063140,1590,0063150,16590,0063160,17290,0063170,17990,0063180,18680,0063190,18680,0187200,18910,0187
Рисунок 3.1- Диск РК первой ступени копрессора
В данном расчете не будут учитываться температурные напряжения диска, поскольку диски компрессора работают в значительно меньшем диапазоне температур, нежели диски турбин, а градиент температуры по радиусу диска - незначителен.
Геометрические размеры диска в расчетных сечениях и радиусы этих сечений принимаем согласно расчетной схеме (рисунок 3.2).
Расчет диска на прочность выполнен с помощью кафедральной программы DISK_112.exe. Результаты расчета заносятся в файл RESULT.dsk (таблица 3.2)
Таблица 3.2 - Результаты расчета диска на прочность
На основании полученых расчетных данных построим графические зависимости, отображающие распределение радиальной и окружной нагрузки, а так же коэфици