DiP

19.Факторы, влияющие на собственные частоты колебаний лопаток.

1. Материал (ρ - плотность материала, Е – модуль Юнга)

20.Вынужденные колебания лопаток, резонансные режимы, обеспечение виброустойчивости.

Колебания лопаток возникают вследствие неоднородности газового или воздушного потока, поступающего на рабочее колесо из направляющих или сопловых аппаратов, и наличия вихревых струй, создаваемых различными турбулизаторами.

Резонансные режимы fд =fВ

fВ=znc ,z-кол-во возмущающих источников-кол-во радиальных стоек, кол-во лопаток НА,СА,кол-во головок жаровых труб и т.д.

nc-частота вращения рабочего колеса

Наиболее опасны резонансы по первой форме Строят частотную диаграмму

В авиадвигателестроении используются три вида мероприятий по устранению опасных колебаний лопаток.

1. следует устранить причины возбуждения колебаний лопаток. Мероприятия этого вида могут касаться переделки конструкции отдельных элементов двигателя, изменения и уточнения технологии изготовления определенных деталей, проведения специальных мероприятий в процессе сборки двигателя.

2. изменение конструкции самой лопатки с целью изменения спектра собственных частот.

3. создание и применение в конструкции лопаток демпфирующих устройств, посадить в один паз 2 лопатки, устанавливать лопатки с разным шагом.

До 70% дефектов в лопатках вызвано колебаниями. Вибропрочность в значительной степени определяет ресурс, долговечность и надежность в целом двигателя.

21. Способы снижения динамических напряжений в лопатках.

1)применение бандажирования(в турбинах)

2)антивибрационные полки

3)срез задней кромки лопатки (в турбинах)

4)парные лопатки с удленённой ножкой в одном пазу

5)разрезная лопатка

22. Виды и формы колебаний дисков, физические причины колебаний.

Спектр собств частот колебанийэто всевозможные виды и формы колебаний диска, кот могут возникнуть в раб усл под воздействием различных причин.

Любая из форм собств кол диска м.б. выделена 2 целыми числами n – количество узловых диаметров;S – количество узловых окружностей;

Наиболее опасными для дисков являются изгибные и крутильные колебания.

Все формы разделяются на 3 группы:

1) Осесеметричные колебание, характерно отсутствие узловых диаметров (а, д, и). Расположение узловых окружностей зависит от формы профиля диска и способа закрепления по центру диска, или по внешнему контуру диска.

Оссеметричные колебания не уравновешенны в осевом направлении, они вызываются осевыми силами и могут привести к усилению осевых сил. Наличие колебаний легко обнаруживается, вибро-датчиками размещаются в опорах.

2) Кососеметричные колебания, имеется один узловой диаметр, и несколько узловых окружностей (б, е, к) n=1 и S=0, 1, 2…… Они характеризуются возникновением неуравновешенных изгибных моментов на роторе.

3) Циклически-симметричные формы колебаний. Общая характеристика этих колебаний – это их полная динамическая уравновешенность. При колебаниях никакие нагрузки нет предаются, датчики не улавливаются.

Общая характеристика циклически симметричных форм заключается в том, что эти формы уравновешенны, поэтому обнаружить такие колебания на двигателе с помощью штатных датчиков практически невозможно.

Возбуждающими источниками колебаний являются пульсации давления расхода газа в проточной части двигателя, колебания давления и расхода газа в разгрузочных полостях.

24 Факторы, влияющие на собственные частоты колебаний дисков.

1)увеличение коничности или гиперболичности полотна диска ведет к увеличению частоты на 50-100%

2)наличие лопаточного венца

3)влияние угловой скорости рабочего колеса Радиальные ц.б. силы препятствуют изгибу диска и следовательно

повышают собственную частоту

4)влияние температуры ω С увеличением темп. уменьшается модуль упругости Е,

следовательно частота уменьшается. При наличие ярко выраженного обода вследствие градиента температур диска появляется напряжения сжатия. Вследствие снижения Е и возникновения напряжений сжатия понижают номинальную частоту вращения диска.

Осевая газодинамическая сила, действующая на все рабочее колесо ступени, определяется как сумма равнодействующих статических давлений на боковые поверхности рабочего колеса и осевой силы лопаток.

Полное осевое усилие, действующее на направляющий аппарат ступени, складывается из суммы

Камера сгорания:

Осевая газодинамическая сила, действующая на весь узел камеры сгорания в целом, может быть рассчитана по формуле

Pа.к.с. p1F1 p2 F2 G(c2a c1a )

Осевая сила КС действует в сторону компрессора и достигает величин, превышающих величину тяги двигателя.

26.Определение осевых газовых сил, действующих в турбине и реактивном сопле.

Осевое усилие возникающее на элементах конструкций двигателей, определяется как сумма статических давлений воздуха или газа на поверхности проточной части элементов и газодинамической силы, вызванной изменением количества движения воздуха или газа при прохождении его через рассматриваемый элемент конструкции (в турбине и РС).

ТУРБИНА:

Осевая газодинамическая сила, возникающая на лопатках рабочего колеса, может быть подсчитана по формуле:

Pал(s) p1(s) F1(s) p2(s) F2(s) G(c2( sa) c1(as) )

Полное осевое усилие на рабочем колесе:

27. Определение инерционных нагрузок, сил трения, гироскопических моментов, термических усилий, возникающих в ГТД.

Инерционные силы. При выполнении самолетом эволюций в полете, а также при взлете и посадке возникают инерционные перегрузки, действующие на все элементы двигателя. В каждом конкретном случае максимальные силы инерции, вызывающие перегрузку узла, детали или двигателя в целом, определяются равенством

Сила инерции направлена по радиусу кривизны траектории, описываемой самолетом при эволюции.

Гироскопические моменты. При выполнении самолетом эволюцией на вращающийся ротор двигателя кроме сил инерции, вызывающих перегрузку, действует гироскопический момент

Гироскопические моменты возникают на каждом диске ротора, нагружают элементы его конструкций и соединений. Суммарный гироскопический момент всего ротора создает большие нагрузки на опоры ротора.