2.4 Определение центробежных сил инерции

Действие сил инерции рассмотрено при следующих условиях:

Силу инерции можно определить по формуле:

. (2.21)

В комлевом сечении

dξ

r₀=1.05м

R=5.25м

(2.22)

Если принять тот же порядок разделения лопасти на участки, то получим

.

Вычисления проведены в среде MS Excel. Результаты записаны в таблицу 2.5.

Табл.2.5. Величины центробежных сил инерции.

№участка	Nzj
1	1837,027
2	1668,322
3	1458,83
4	1222,24
5	972,235
6	722,5019
7	486,7263
8	278,5936
9	111,7896

Рис. 2.9 Распределение центробежных сил инерции Nj лопасти по ее длине.

3.Схема и определение величин и знаков всф

Если проекция внешнего усилия , действующего на лопасть в плоскости вращения ротора, совпадает с положительным направлением у, то изгибающий момент, созданный усилием в произвольном сечении лопасти _, считается положительным и определяется соотношением

Если проекция внешнего усилия Р, действующего на лопасть в плоскости вращения, совпадает с положительным направлением , то продольная сила в сечении r считается положительной и определяется соотношением

где (3.2)

Если векторы у и Р_у сонаправлены, то в сечении лопасти r действует поперечная сила, которая считается отрицательной и ее величина определяется соотношением

(3.3)

Для определения результата совместного действия аэродинамических сил, сил веса и сил инерции необходимо плоскость вращения лопасти разделить на 4 зоны:

Результат действия аэродинамических подъемных сил:

Р езультат действия аэродинамических сил лобового сопротивления:

Результат действия сил веса:

Результат действия сил инерции:

Замечание. При определении ВСФ не учтено наличие и действие крутящих моментов в каждом сечении лопасти, т.к. их максимальные значения на два порядка меньше, чем максимальные значения изгибающих моментов, вызванных действием аэродинамических сил, веса и сил инерции.

Суммируя результаты проведенных расчетов и используя принцип суперпозиции, приходим к выводу, что более подробно необходимо рассмотреть напряженно-деформируемое состояние в пределах 3 зоны вращения

.

4.Определение параметров напряженного состояния в опасных точках комлевого сечения лопасти при

В порядке первого приближения именно комлевое сечение может быть признано наиболее опасным по следующим соображениям :

а) в комлевом сечении действуют наибольшие продольные , поперечные и силы и изгибающие моменты и ;

б) как видно из чертежа лопасти, лонжерон устанавливается на некотором расстоянии от комля, т.е. лонжерон, действуя совместно с оболочкой, существенно повышает жесткость поперечного сечения лопасти, а в комлевом сечении отсутствует лонжерон, т.е. это сечение имеет существенно меньшую изгибную жесткость.

Рассмотрим геометрические параметры этого сечения: кольцо тонкостенное, D = 146 мм, D₁ = 126 мм, δ=10 мм,т.е. принято, что комлевое сечение имеет регулярную форму и не учтены особенности крепления к ступице:

Суммарный изгибающий момент в комлевом сечении лопасти составит:

При θ=180◦

Суммарный изгибающий момент в комлевом сечении лопасти составит:

(4.5)

(4.6)

Определяется максимальное напряжение, вызванное действием :

(4.7)

О

(4.8)

(4.9)

пределяется максимальное напряжение от продольных сил:

Окончательно получим (рис. )

(4.10)

(4.11)

Рисунок 4.2.Распределение нормальных напряжений в комлевом сечении лопасти.