2. Расчёт на прочность диска компрессора. Исходные данные

n – число оборотов диска на расчётном режиме.

σ_л – лопаточная (контурная) нагрузка имитирующая действие на диск центробежных сил лопаток и их замковых соединений (хвостовиков лопаток и выступов диска) на расчётном режиме.

R₁, R_2,….R_Nc – массив (радиусов граничных цилиндрических сечений, разделяющий диск на кольцевые элементы)

Н₁, Н_2… Н_Nc – массив толщин диска в граничных сечениях кольцевых элементов (в пределах каждого кольцевого элемента закон изменения толщины диска вдоль радиуса полагается неизменным).

r_1, r₂…r_Nc – массив контрольных радиусов, в которых задается температура диска.

t_1, t₂…t_Nc – массив температур диска в контрольных радиусах на расчётном режиме (в промежутке между контрольными радиусами, изменениями температуры полагаются линейными вдоль радиуса).

ρ, E(t), μ, α – характеристики материала диска:

ρ – плотность.

E(t) – модуль упругости.

μ – коэффициент Пуассона.

α – коэффициент линейного расширения.

1. Расчёт на прочность диска компрессора без центрального отверстия.

Рисунок 2.1 - Геометрия диска без отверстия

Задаём изменение радиусов и толщин по сечениям (по 10 опорным точкам) - рисунок 2.2:

Рисунок 2.2 - Изменения радиусов и толщин

Теперь определяем лопаточную нагрузку :

, (2.1)

– сумма центробежных сил перьев лопаток.

– сумма центробежных сил замковых соединений (хвостовиков лопаток и и выступов диска).

– площадь периферийной цилиндрической поверхности диска, через которую передаётся на диск центробежные силы и .

, (2.2)

z – число лопаток

– площадь корневого сечения пера лопатки

– напряжение в корневом сечении пера лопатки от действий центробежных сил.

, (2.3)

– масса кольца, образованного замковым соединением лопаток с диском.

– угловая скорость – сумма центробежных сил, замковых соединений

, (2.4)

, (2.5)

, (2.6)

, (2.7)

Запишем полученные результаты в таблицу 2.1:

Таблица 2.1

, Н	, Н	, м2	, кг	, м	,	,
2,98·105	1,104·106	0,231	3,132	0,192	1355	6,06·107

Подставим полученное значение лопаточной нагрузки в программу, предварительно переведя его в необходимые единицы измерения.

После ввода исходных данных и расчёта программа выдаёт таблицу, в которой указаны распределение напряжений по радиусу диска, запасы прочности по эквивалентному напряжению и разрушающим оборотам, а также удлинение диска под действием центробежных сил и температурных напряжений на разных радиусах. Результаты расчёта представлены сведены в таблицу (рисунок 2.3):

Рисунок 2.3 - Результаты расчётов

2. Расчёт на прочность диска компрессора с центральным отверстием

Рисунок 2.4 - Геометрия диска с отверстием