1. Аналітична частина контрольної роботи

   1. Побудувати розрахункову схему з обґрунтуванням наданих припущень;

   2. Надати розрахункові залежності до визначення напружень у роторі за безмоментною та моментною теоріями ([1], c.12-15, [2], c.23-27);

   3. Визначити залежності до розрахунку температур ([2], c. 74-75);

   4. Указати умови до знаходження небезпечного перерізу ротора.

2. Розрахункова частина

   1. Розрахунок згинальних моментів та побудова відповідних епюр;

   2. Розрахунок температур температурних та механічних напружень.

3. Дослідницька частина

   1. Визначення впливу товщини стінки ротора на його напружений стан;

   2. Визначення меж використання теорії “довгої оболонки”.

Література

1. Кипреев Ю. Н., Знаменский Є. В. Методические указания по решению задач строительной механики машин. – Николаев: НКИ, 1985. – 54с.

2. Крючков Ю. С. Строительная механика машин: Учебное пособие. – Николаев: НКИ, 1985. – 96с.

3. Моисеев Г.С., Розенберг А.Н. Расчёт прочности судовых паровых и газовых турбин. – Л.: Судостроение, 1978.– 432с.

Припущення і вказівки:

1. Барабан вважати тонкостінною довгою оболонкою;

2. Бічні торці барабана жорстко закріплені до цапф ротора;

3. Матеріал оболонки вважається однорідним та ізотропним.

Завдання видане 12 вересня 2014 р.

Виконавець___________________ ___________________

(підпис) (П.І.ПБ.)

Викладач ___________________ ____ Кіпрєєв Ю.М.__

(підпис) (П.І.ПБ.)

1. Аналітична частина

1. Обґрунтовування розрахункової схеми та відповідних допущень

Товщина стінки ротора є сталою вздовж його осі. За умовами завдання товщина стінки , тому . Отже за рекомендаціями [6] оболонку ротора можна вважати тонкостінною. Дана оболонка жорстко кріпиться до масивних цапф ротора, які не дозволяють торцевим перерізам барабана повертатися. У зв'язку з тим, що цапфи мають можливість невеликого переміщення уздовж осі, оболонку можна вважати закріпленої в цапфах ротора так, як показано на рис.1, а. Силами тертя в опорах ротора можна знехтувати. За переліченими умовами кріплення ротор можна вважати тонкостінною циліндричною оболонкою зі защемленими по торцям краями (рис. 1, б).

За товщиною оболонку будемо вважати сталої товщини, що дозволяє значно спростити методику розрахунку. Товщину оболонки приймаємо рівною значенню . Тиском, що навантажує, буде інерційне навантаження, яке розподіляється за лінійною залежністю по довжині ротора. Прийняте спрощення дозволяє отримати напруження, що перевищуюче реальні значення і це буде додатковим запасом міцності.

Таким чином, з врахуванням всіх цих зауважень можна сформулювати слідуючи допущення до розрахункової схеми (рис. 1):

1. Ротор вважається тонкостінною циліндричною оболонкою зі защемленими по торцям краями;

2. Сили тертя в ущільненні не враховуються;

3. Інерційне навантаження розподіляється за лінійною залежністю по довжині ротора;

4. Матеріал ротора, сталь, вважається однорідним та ізотропним; як матеріал приймається сталь, що має наступні характеристики: у робочому діапазоні температур: модуль пружності першого роду , коефіцієнт лінійного розширення ; щільність матеріалу .

5. В жорсткому кріпленні торців ротора виникають згинаючи моменти, які можуть викликати підвищення напруження.

6. Напружений стан ротора визначається алгебраїчною сумою температурних та механічних напружень.