Компрессор ТРДДФсм на базе двигателя РД-33
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?де цилиндрической оболочки, с диаметром, равным среднему диаметру реального корпуса.
Допущения, принимаемые при расчете камеры сгорания на прочность
1) камеру сгорания рассматриваем как оболочку, нагруженную внутренним нормальным давлением равным давлению воздуха за компрессором, полученным при газодинамическом расчете;
2) на оболочку так же действует внешнее нормальное давление, равное давлению во втором контуре ;
) напряженное состояние таких оболочек, за исключением участков, расположенных вблизи фланцев лил мест действия сосредоточенных сил, достаточно точно определится на основании безмоментной теории, которая предполагает отсутствие внутренних изгибающих и крутящих моментов, а, следовательно, и перерезывающих сил;
Исходные данные:
Материал - сталь 12Х18Н9Г;
Модуль упругости Е=1,91011 Па;
Коэффициент Пуассона ?=0,3;
Давление в КС Па;
Толщина оболочки ?=3 мм;
Радиус оболочки R=0,353 м;
Рисунок 6.1 - Схема оболочки, нагруженной внутренним и внешним нормальным давлением.
Принимая толщину оболочки ?, напряжение, действующее в окружном направлении можно определить как:
;
Запас прочности в оболочках можно определить как
К = ?В / ?;
где ?В - предел прочности материала с учетом температурного нагрева и длительности работы, (500 МПа для данной сталей).
К = 500 / 205,04 =2,44
Кожухи камеры имеют сварные швы, прочность которых всегда ниже прочности основного материала. Поэтому при сварке КС швы располагают под таким углом к образующей, при котором обеспечивается равнопрочность всей оболочки.
Расчет кожуха КС на устойчивость:
Перепада давления нет на внутреннем кожухе камеры сгорания, поэтому рассчитывать не будем.
Выводы: из результатов расчёта видно, что наружная оболочка камеры сгорания имеет малую вероятность разрушения от возникающих напряжений растяжения. Коэффициент запаса прочности составляет К=2,44. Завышенный коэффициент запаса связан с небольшим объемом материала узла (добавление материала не приведет к значительному увеличению массы) и повышенными требованиями к его надежности.
Заключение
В данной работе был проведен прочностной расчет наиболее нагруженных элементов ротора компрессора - рабочих лопаток, дисков рабочих колес и замковых частей. Расчет был выполнен для элементов первой ступени компрессора высокого давления.
Расчет рабочей лопатки на статическую прочность показал, что ни в одном исследуемом сечении суммарное нагружение не превышает максимально допустимое напряжение для выбранного материала при заданных условиях работы. Расчетное распределение нагрузки по сечениям соответствует теоретическому.
На основании прочностного расчета был выполнен расчет динамики первой (наиболее опасной) формы колебаний рабочих лопаток. Построенная на основании расчетов частотная диаграмма показала, что резонансные режимы работы лопаток первой ступени находятся за пределами рабочего диапазона частот вращений ротора высокого давления. Таким образом, возникновение резонансных колебаний при работе ротора в его рабочем диапазоне невозможно.
При расчете на прочность диска рабочего колеса были получены графические зависимости, соответствующие теоретическому распределению радиального и окружного напряжения. Наличие скачка (резкого увеличения толщины) на ободе диска отметилось характерными скачками на эпюрах напряжений.
Замковая часть рабочего колеса рассчитывалась с учетом основных нагрузок, действующих на нее в процессе работы. Основной вид нагружения - центробежные силы - создает напряжения растяжения, смятия и изгиба. Напряжение изгиба, действующее на лопаточный замок, согласно расчетам, является максимальным.
Прочностные расчеты конструктивных элементов первой ступени КВД продемонстрировали, что эти элементы имеют запас прочности, соответствующих общепринятым нормам.
Помимо этого, в работе был выполнен расчет элементов внешнего контура камеры сгорания проектируемого двигателя. Основным напряжением, действующим на наружный корпус, является напряжение растяжения от перепада давлений внутри второго контура камеры сгорания и вне ее (то есть во внешнем контуре ТРДД). Как показали расчеты, эта нагрузка находится в допустимых пределах.
Внутренний кожух камеры сгорания имеет достаточный запас устойчивости на наиболее протяженном участке. Следовательно, достаточными запасами устойчивости должны обладать и менее протяженные участки тракта камеры сгорания. Необходимости в укреплении их оболочек дополнительными ребрами нет с точки зрения устойчивости конструкции.
компрессор двигатель лопатка диск
Литература
. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей / Г.С. Скубачевский. // М.: Машиностроение, 1981. - 550 с.
. Шошин Ю.С. Расчет на прочность рабочих лопаток компрессоров и турбин. Учебное пособие / Ю.С. Шошин, С.В. Епифанов, Р.Л. Зеленский. // Х.: ХАИ, 2006. - 28с.
. Шошин Ю.С. Расчет на прочность дисков компрессоров и турбин. Учебное пособие / Ю.С. Шошин, С.В. Епифанов, Р.Л. Зеленский. // Х.: ХАИ, 2007. - 28 с.
. Филахтов Ф.М. Расчет замков лопаток. Учебное пособие /
Ф.М. Филахтов. // Х.: ХАИ,1972. - 39 с.
. Москаленко А.С. Расчет надежности деталей авиационных газотурбинных двигателей. Учебное пособие / А.С. Москаленко. // Х.: ХАИ, 1985. - 1