Компрессор ТРДДФсм на базе двигателя РД-33
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
массы выступа диска;
?д -плотность материала диска;
RB- расстояние от оси вращения до центра массы выступа.
Поскольку для титана допустимые напряжения растяжения равны 80-160 МПа, то полученное значение напряжения растяжения удовлетворяет нормам прочности.
) Определение напряжений изгиба в выступах обода диска
Напряжения изгиба в клине АВС определяются по гипотезе ломаных сечений, разработанной проф. А.В. Верховским.
Рисунок 4.2 - Определение изгибных напряжений
Через точку А основания клина (рисунок 4.2) проводится нормаль АВ к образующей паза. Точка В является пересе чением нормали с биссектрисой угла СНА. Через точку В проводят нормаль к контуру СН. Проведя из точки В нормаль к линии нормальной силы N, приложенной в середине образующей паза НА, находим в месте пересечения точку Е и плечо ВЕ. Предпо лагается, что по сечениям АВ и ВС напряжения распределены не по линейному, а по гипер болическому закону. Тогда изгибающий момент относительно точки В определяется из выра жения , а максимальные напряжения изгиба в точках А и С находятся по фор муле:
где аk=1,5…2,8 - коэффициент концентрации.
Поскольку для титана допустимые напряжения изгиба равны 150-330 МПа, то полученное значение напряжения изгиба удовлетворяет нормам прочности.
Выводы: в результате расчета замка лопатки были получены напряжение растяжения, смятия и изгибающие напряжения. Окончательная оценка прочности определяется запасом прочности для каждого вида напряжений отдельно.
Получены коэффициенты запаса прочности:
- =3,914;
=1,7098;
=2,218;
Полученные в результате расчета запасы прочности гарантируют надежное закрепление лопаток в диске с помощью трапециевидного замка.
5. Расчет динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки рабочего колеса компрессора высокого давления
При работе авиационного газотурбинного двигателя на рабочие лопатки компрессора действуют периодически изменяющиеся газовые силы, что связано 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, изгибно-крутильными и высокочастотными пластиночными. Особенно легко возбуждаются колебания по основной (первой) изгибной форме.
Целью данного расчета является определение частоты собственных изгибных колебаний лопатки по первой форме, построение частотной диаграммы и нахождение резонансных режимов работы двигателя.
Исходные данные:
- плотность материала ;
радиус корневого сечения ;
длина лопатки ;
площади сечения пера лопатки
;;;
минимальные моменты инерции сечения пера
;;;
частота вращения: .
Расчет выполняется с помощью кафедральной программы DINLOP.exe, результаты расчета заносятся в файл RDL.rez (таблица 4.1).
Таблица 5.1 - Результаты расчета динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора
По результатам расчета построим частотную диаграмму. Для ТРДДФсм за частоту вращения малого газа принимают (принимаем ).
Для определения резонансных режимов работы необходимо учесть частоты колебаний гармоник возбуждающих сил. В нашем случае наибольшее влияние на возможность возникновения резонансного режима оказывают опорные стойки (10 штук), а так же лопатки ВНА на входе в компрессор (40 штук), и НА за 1-ой ступенью(70 штук). Их влияние описывается уравнением , где - порядок гармоник возбуждающих сил; - частота вращения ротора (об/с).
Рисунок 5.1 - Частотная диаграмма колебаний лопатки
Вывод: по частотной диаграмме видно, что резонансные режимы работы лопаток первой ступени находятся за пределами рабочего диапазона частот вращений ротора. Таким образом, возникновение резонансных колебаний лопаток при работе компрессора в его рабочем диапазоне невозможно.
6. Расчет деталей камеры сгорания на прочность
Способ расчёта на прочность зависит от конструкции камеры сгорания. Напряжения, вызывающие поломку, во многих случаях происходит от частых изменений режима работы двигателя, при которых происходит резкий перепад температур.
Анализ поломок показывает, что часть из них происходит из-за температурных напряжений в материале. Камера сгорания рассчитывается на прочность и устойчивость на максимальном режиме работы двигателя при полёте у земли в зимних условиях. В нашем случае давления внутри и снаружи внутреннего корпуса равны, а значит, потеря устойчивости для него не наступит. Таким образом расчет проводим только для наружного корпуса камеры сгорания. Под влиянием внутреннего давления воздуха стенки наружного корпуса испытывают напряжения растяжения. Расчёт производится в предположении, что разрыв происходит по образующей. В целях упрощения расчёта допускается представлять наружный корпус в в?/p>