2.8 Оценка работоспособности лопатки по условиям прочности.

σ_дл=790 (МПа) –определяется по графику зависимости предела длительной прочности(σ_дл) титанового сплава ЭИ437Б от параметра уровня нагружения.

, так как коэффициент запаса прочности

Равен 1,66 то полученный результат не устраивает. Прочность лопатки не обеспечена.

2.9 Корректировка геометрии лопатки, материала

Примем материал лопатки ЭИ437БУВД

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 σ_дл=850 [МПа]

Плотность материала ρ = 8200 [кг/м³]

Результаты полученные в электронном расчете.

ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА (КГ/М**3) RO:= 8200

КОЛИЧEСТВО СЕЧЕНИЙ N=5

ХОРДА ЛОПАТКИ МАKС.ТОЛЩИНА ЛОПАТКИ ВЫСОТА ЛОПАТКИ

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.

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 0 470 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

Длинна лопатки 133 мм

Рис №5

Зависимость изменения напряжений от радиуса

σ_дл=850 (МПа) –определяется по графику зависимости предела длительной прочности(σ_дл)

титанового сплава ЭИ437БУВД от параметра уровня нагружения.

, так как приемлемый коэффициент запаса прочности

Равен 1,8-2,2, то полученный результат устраивает. Прочность лопатки обеспечена.

Рис №6

Изменение коэффициента запаса от радиуса

Базовый расчет позволил нам оценить напряжения в характерных точках пера лопатки. Так видно, что на входной кромке (точка А) изгибными напряжениями вызывается растяжение волокон, а на спинке (точка Б) сжатие волокон. Причем при совместном действии изгибающих напряжений и напряжений растяжения от центробежных сил на спинке происходит частичная компенсация напряжений изгиба, а на входной кромке суммарные напряжения получаются максимальными. Все напряжения достигают своего максимального значения в корневом сечении лопатки. Лопатка удовлетворяет требованиям по коэффициенту запаса.

3. Расчет диска по разрушающим оборотам.