- •1. Конструкторская часть.
- •Обоснование выбора проточной части узла.
- •1.2 Обоснование выбора конструктивной схемы узла.
- •1.3 Основные силовые факторы и усилия, действующие на элементы узла.
- •1.4 Силовая схема узла.
- •1.5 Тип ротора и его основные особенности.
- •1.12 Конструкция статора.
- •1.13 Конструкция сопловых аппаратов.
- •1.14 Уплотнение газовоздушного тракта.
- •1.15 Уплотнение масляных полостей.
- •1.16 Охлаждение турбины.
- •2. Расчет лопатки на статическую прочность.
- •2.1 Методика расчета:
- •2.2 Расчет газодинамических сил действующих на лопатку.
- •2.3 Определение геометрических параметров лопатки.
- •2.4 Определение расчетного режима по частоте вращения.
- •2.5 Определение рабочей температуры лопатки.
- •2.6 Выбор материала и его характеристики.
- •2.7 Расчет напряжений в лопатке.
- •2.8 Оценка работоспособности лопатки по условиям прочности.
- •Равен 1,66 то полученный результат не устраивает. Прочность лопатки не обеспечена.
- •2.9 Корректировка геометрии лопатки, материала
- •Равен 1,8-2,2, то полученный результат устраивает. Прочность лопатки обеспечена.
- •3. Расчет диска по разрушающим оборотам.
- •3.1 Методика расчета диска по разрушающим оборотам.
- •3.2 Выбор материала диска и его обоснование. Характеристики материала.
- •3.3 Определение основных размеров диска. Схематизация диска.
- •3.4 Определение контурной нагрузки, приложенной к ободу диска.
- •3.5 Определение расчетного режима по частоте вращения.
- •3.6 Определение зависимости предела длительной прочности материала от радиуса.
- •3.7 Расчет коэффициентов запаса.
- •3.8 Оценка работоспособности диска по условиям прочности.
- •4.2 Подготовка исходных данных для определения низшей собственной частоты.
- •4.3 Расчет низшей собственной частоты колебаний лопатки.
- •4.4 Построение резонансной диаграммы.
- •Выводы по работе:
2.4 Определение расчетного режима по частоте вращения.
Принимаем максимальную частоту вращения 7200 [об/мин] Из условия
Принимаем минимальную частоту вращения 6000 [об/мин] Задается преподавателем
Наибольшие напряжения в материале лопатки будут при максимальной частоте вращения ротора, поэтому выбираем для расчета максимальный режим.
2.5 Определение рабочей температуры лопатки.
Рабочая температура лопатки найдена ранее в курсовой работе по дисциплине “Турбомашины авиационных двигателей”.
Допустимая температура работы лопатки: ТЛ=830 [К]
2.6 Выбор материала и его характеристики.
Материал выбирался по графику в зависимости от уровня нагружения и напряжений в лопатке. В курсовой работе по дисциплине “Турбомашины авиационных двигателей” был выбран материал лопатки (ЭИ437Б).
Уровень нагружения: P=T(lgτ+20)=18260, где
Т=830К – температура материала пера лопатки,
τ=100 часов - длительность цикла нагружения до разрушения
При T=830К по графику σдл=790 [МПа]
Плотность материала ρ = 8200 [кг/м3]
2.7 Расчет напряжений в лопатке.
Для расчета по программе напряжений нужно знать геометрические параметры в пяти сечениях. Поэтому строим зависимости геометрических параметров от радиуса, делим лопатку на пять сечений и снимаем с графика нужные значения.
Таблица 2. Значения рассчитанных сечений
-
№ сеч.
Rсеч, мм
Cmax, мм
h, мм
b, мм
, град
1
258,6
3,8
13
34,6
14,5
2
292
3,52
12,3
35,3
20,5
3
325,4
3,25
11,6
35,9
26
4
358,8
2,95
10,5
37
33
5
392
2,65
9,5
38,3
39
Результаты полученные в электронном расчете.
ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА (КГ/М**3) RO:= 8200
ХОРДА ЛОПАТКИ В(ММ) МАKС.ТОЛЩИНА ЛОПАТКИ СМАХ(ММ)
B1:=34.6 CMAX1:=3.8 H1:=13
B2:=35.3 CMAX2:=3.52 H2:=12.3
B3:=35.9 CMAX3:=3.25 H3:=11.6
B4:=37 CMAX4:=2.95 H4:=10.5
B5:=38.3 CMAX5:=2.65 H5:=9.5
УГОЛ МЕЖДУ ОСЯМИ BETA(ГРАД) ГАЗДИН. СИЛЫ (H/M) BETA1:=14.5 PU:=-2740 PA:=2457
BETA2:=20.
BETA3:=26
BETA4:=33
BETA5:=39 ВСЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДАНЫ В МПА
N'R[I](M)' PC(H) ' SIG ' SIGA ' SIGB ' SIGCA ' SIGCB ' SIGSA ' SIGSB
N1 0.259 16336.71 177.5 297.8 -151.3 0 0 475 26
N2 0.292 12516.61 143.9 197.1 -99.3 0 0 341 45
N3 0.325 8481.60 103.8 102.5 -51.3 0 0 206 53
N4 0.359 4290.58 56.2 31.1 -15.6 0 0 87 41
N5 0.392 0.00 0.0 0.0 0.0 0 0 0 0
МАССА ЛОПАТКИ G(КГ) 0.0893147