Федеральное агентство воздушного транспорта
УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
«КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЧНОСТЬ
АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ»
Заочный факультет. Дата рег. _____________ №___________________
Студент Кустов Сергей Александрович .
Курс 4 группа № _________________________________________
Учебный шифр 990171 Вариант .
Оценка __________________________ «_____» _______________2013г.
Преподаватель рецензент каф.№ 24_______________________________
_________________________
Санкт-Петербург
2013
Оглавление
1. Введение ………………………………………………………………….
2. Анализ статической прочности …………………………………………
3. Анализ динамической прочности ………………………………………
4. Список использованной литературы……………………………………
|
|
стр. 2
стр. 4
стр. 8
стр.11
|
Введение
Теоретические расчёты прочностных характеристик элементов конструкции при производстве авиационных двигателей имеют важную практическую роль, ибо используя современные методы расчёта напряжений в элементах конструкций, уже на этапе проектирования можно с высокой степенью точности определить части элементов, испытывающие наибольшие напряжения и, соответственно, наиболее подверженные риску разрушения. Одним из передовых методов является метод конечных элементов, суть которого заключается в «разбивании» детали воображаемыми плоскостями на конечное число достаточно малых элементов определённой формы.
В своих расчётах мы используем значительно упрощённый метод определения прочности, исключительно для понимания самого принципа расчёта, и кроме того предназначенный исключительно для идеальных условий, чего в практике не бывает.
Теоретическая часть анализа статической прочности рабочей лопатки первой ступени турбин гтд.
Решение данной задачи начинается с определения напражений в рабочей лопатке, возникающих от действия центробежных сил.При этом используется вывод зависимости, вывод которых приведён в учебном пособии, для экспоненциального закона изменения площади сечения лопатки по её высоте. При расчёте шаг изменения радиуса выбран таким образом, чтобы по всей длине пера лопатки напряжения определялись минимум в 6 точках.
Все используемые формулы приведены в расчётной части проекта.
АНАЛИЗ СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ |
||||
|
|
|
|
|
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ |
|
|||
Наименование |
Обозначение |
Величина |
Ед.измерения |
|
Тип двигателя |
|
ТВ2-117 |
. |
|
Материал лопатки |
|
ЖС-6К |
|
|
Плотность материала лопатки |
ρ |
8000 |
кг / м3 |
|
Продолжительность использования |
Ƭ |
100 |
ч |
|
Мин.допустимый коэфф. запаса прочности |
Кminзп |
1,3 |
|
|
Частота вращения |
nвзл |
21400 |
об / мин |
|
Внутренний радиус |
R1 |
0,095 |
м |
|
Наружний радиус |
R2 |
0,135 |
м |
|
Площадь сечения у корневой части |
F1 |
0,000050 |
м2 |
|
Площадь сечения у концевой части |
F2 |
0,000027 |
м2 |
|
Масса бандажной полки |
mп |
0,012 |
кг |
|
Температура газа на входе в турбину |
Т*г |
1120 |
°К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт напряжения от центробежных сил: |
σц = |
ρω2 |
[ К r + 1 - (K R2 + 1) e K (r-R) ] |
|
|
К2 |
|||
|
|
|
|
|
Расчёт напряж. от ЦС на бандажную полку: |
σцп = |
mn R2 ω2 |
, где: |
|
|
F1 e -K (r-R) |
|||
|
|
|
|
|
|
ω = |
π nвзл |
угловая скорость враще- |
|
|
30 |
ния ротора, 1/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
К = |
ln F1/F2 |
показатель в экспоненци- |
|
|
R2 - R1 |
альном законе изменения |
||
|
|
|
площади сечения по высо- |
|
|
|
|
те лопатки, 1/м |
|
|
|
|
|
|
|
r - |
значение радиуса сечения лопатки, в |
||
|
|
котором определяется напражение, м |
||
|
|
( R2 ≥ r ≥ R1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
h = |
R2 - R1 |
-шаг изменения радиуса, |
|
|
z - 1 |
где z- число расчётных |
||
|
|
|
сечений |
|
|
|
|
|
|
Расчёт изгибающих напряжений от действия |
σиз = |
|
|
|
газовых сил: |
m σц |
- m для бандажной лопатки |
||
|
|
|
m = 0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
σ∑ = |
|
|
|
Суммарные действующие напряжения : |
σц + σцп + σиз |
|
||