4.5. Суммарный момент, действующий на лопасть при предельно допустимой скорости ветра

4.6. Выбор диаметра трубы маха

Если мах лопасти представляет собой трубу, то в соответствии с формулами (3.58) — (3.60) определяем наружный диаметр трубы маха.

Вначале задаемся запасом прочности n_пр = 1,8

Принимаем сталь легированную хромистую марки 20Х, у которой [σ_max] = 800 МПа.

Задаемся числом α: α = 0,8

Тогда по (3.60)

По формуле (3.58) вычисляем наружный диаметр трубы маха:

Сравним его с максимальной толщиной корневого сечения

Определяем толщину стенок

4.7. Напряжения на отрыв лопасти от центробежной силы

4.7.1. Площадь сечения трубы маха лопасти

Рассчитываем площадь сечения трубы маха лопасти:

4.7.2. Напряжения на отрыв

По формуле (3.8) находим

4.8. Напряжения от изгибающего момента в опасном сечении

4.8.1. Момент сопротивления изгибу сечения трубы маха

По (3.56) определяем

4.8.2. Напряжение от изгибающего момента

Определяем изгибающий момент:

4.9. Суммарное напряжение в опасном сечении лопасти

Суммарное напряжение в опасном сечении лопасти, МПа, определяем как сумму напряжений от изгиба и отрыва, т. е.

4.10. Сравнение суммарного напряжения в опасном сечении с предельно допустимым

Посчитано, что для скорости ветра V = 18 м/с σ_сум = 338,79 МПа. С другой стороны, известно предельно допустимое напряжение для выбранного материала трубы маха — [σ_max] =800 МПа. Таким образом, вычисляем запас прочности маха:

Вывод: при предельно допустимой скорости ветра V = 18 м/с данная конструкция лопасти напряжение выдержит.