8 Расчет повреждаемости лопатки по мцу за один опц

Изобразим ОПЦ двигателя, выделим в ОПЦ основной цикл и подциклы, зафиксировав величины их основных параметров.

Рисунок 8 – Обобщенный полетный цикл двигателя

Из анализа следует, что в ОПЦ четко выделяется основной цикл 1: «режим 0 - режим максимальный - режим 0», и 1 подцикл 2: «режим 0,4 – режим 0,9 – режим 0,4».

Таблица 6 – Параметры основного цикла и подциклов

Режимы	ОПЦ	Подцикл
	677,45	618,22
	574	469,62
	1.22	1,24
	-	122,2
	-	208,72
	-	1.32
	338,725	309,11
	5,55	4
	0.0205	0.021
	850	860
		3,3

Сперва рассчитываем размахи деформаций для основного цикла и подциклов в соответствии с формулой:

где и - максимальное и минимальное напряжение в цикле или подцикле,

и - модули упругости материала при максимальной и минимальной температурах соответственно.

Определим количество циклов до разрушения на каждом из этапов цикла по уравнению Мэнсона:

где , ,

степень уменьшения площади поперечного сечения образца материала лопатки при разрыве,

- среднее напряжение цикла, МПа.

Уравнение решается методом последовательных приближений. Задавая значения , рассчитываем значения по уравнению Мэнсона. Затем находим разницу между размахами деформаций . Когда эта разность изменит знак, то можем найти путем пересечения линейной аппроксимации двух последних значений разности размахов деформаций и оси . Для основного цикла графическое решение уравнения приведено на рисунке 9, для подцикла – на рисунке 10.

Рисунок 9 – Поиск для основного цикла

Рисунок 10 – Поиск для подцикла

Рассчитываем повреждаемость лопатки по МЦУ для одного ОПЦ:

9 Оценки ресурсов лопатки по дп и мцу

Величины Пдп,Σ относят к некоторому эквивалентному установившемуся режиму, на котором время работы равно tэкв, а время до разрушения – tр экв. Обычно в качестве такого режима выбирают максимальный режим работы двигателя. Величину Пмцу,Σ также относят к некоторому количеству эквивалентных циклов Nэкв, число которых до разрушения по критерию МЦУ равно Np,экв.

Необходимо построить детерминированные кривые безотказной работы лопатки в виде переменных по наработке N коэффициентов запасов долговечности по ДП

и по МЦУ

где N – число реализуемых двигателем в составе ЛА ОПЦ растущее при эксплуатации.

Подставляя различные значения N, находим , с помощью Excel строим зависимость (рисунок 11, таблица 7).

Известна связь запаса долговечности и запаса прочности по ДП:

где – показатель степени в модели длительной прочности, определенный для максимального режима ОПЦ;

- нормированный запас прочности по ДП.

.

Таблица 7 – Определение коэффициента запаса лопатки по ДП

N	nдп
10	1652607,724
15	1101738,483
20	826303,862
25	661043,0896
26	635618,3554
30	550869,2413
40	413151,931
45	367246,1609
50	330521,5448
55	300474,1316
60	275434,6207
65	254247,3422
70	236086,8177
75	220347,6965
80	206575,9655
85	194424,4381
90	183623,0804
95	173958,7078
100	165260,7724

Рисунок 11 – Кривая безотказности лопатки по наработке ДП

Как видим, количество реализованных ОПЦ на момент разрушения составило N =28.

Строим кривую безотказности по наработке МЦУ, она представлена на рисунке 12, данные для построения – в таблице 8.

Таблица 8 – Определение коэффициента запаса долговечности по МЦУ

N	nмцу
1000	41,9047619
5000	8,380952381
10000	4,19047619
15000	2,793650794
20000	2,095238095
25000	1,676190476
30000	1,396825397
40000	1,047619048
50000	0,838095238
60000	0,698412698
68900	0,608196835
80000	0,523809524

Нормированный запас долговечности по критерию МЦУ .

Рисунок 12 – Кривая безотказности лопатки по наработке МЦУ

Как видим, на момент разрушения количество реализованных ОПЦ составило N=4200.