Диагностика технического состояния, разрушения деталей и узлов турбомашин по их вибрационным характеристикам с применением голографической интерферометрии

Диагностика технического состояния, разрушения деталей и узлов турбомашин по их вибрационным характеристикам с применением голографической интерферометрии

Автор: Макаева, Розалия Хабибулловна

Год защиты: 2009

Место защиты: Казань

Количество страниц: 312 с. ил.

Артикул: 4664654

Автор: Макаева, Розалия Хабибулловна

Шифр специальности: 05.07.03

Научная степень: Докторская

Стоимость: 250 руб.

Диагностика технического состояния, разрушения деталей и узлов турбомашин по их вибрационным характеристикам с применением голографической интерферометрии  Диагностика технического состояния, разрушения деталей и узлов турбомашин по их вибрационным характеристикам с применением голографической интерферометрии 

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ теоретических и экспериментальных работ по определению вибрационных характеристик деталей турбомашин. Голографическая интерферометрия как метод диагностики технического состояния деталей
1.1. Обоснование выбора направления и объектов
исследования.
1.2. Аналитические методы определения собственных частот и
форм колебаний стержней, пластин лопаток, дисков турбин и компрессоров.
1.2.1. Свободные поперечные колебания призматических стержней
1.2.2. Поперечные колебания прямоугольных
пластин
1.2.3. Поперечные колебания круглых пластин
1.3. Численные методы расчета собственных частот и форм колебаний
1.4. Определение резонансных частот и форм колебаний лопаток, дисков турбин и компрессоров
1.4.1. Колебания лопаток.
1.4.2. Расчет колебаний дисков.
1.5. Экспериментальные методы исследований
колебаний
1.5.1. Акустикотопографический метод
1.5.2. Тензометрический метод
1.5.3. Голографическая интерферометрия.
1.5.4. Спекл фотография
1.5.5. Спекл интерферометрия.
1.6. Голографическая интерферометрия как способ диагностики технического состояния, разрушения и неразрушающего контроля деталей машиностроения
1.7. Выводы по главе. Цель и задачи исследований.
Глава 2. Общая методика и оборудование голографического
эксперимента
2.1. Общая методика голографического эксперимента.
2.1.1. Выбор оптической схемы записи и восстановления голографических интерферограмм.
2.1.2. Исследование гармонических колебаний голографическим методом
усреднения по времени
2.1.3. Исследование факторов, влияющих
на формирование интерференционной структуры
при голо1рафических исследованиях
2.1 А. Последовательность выполнения
голографического эксперимента
2.2. Техника голографического эксперимента
2.2.1. Экспериментальные голографические установки
2.2.2. Источники излучения, применяемые
при экспериментах
2.2.3. Способы крепления объектов исследования, система возбуждения колебаний и контроля резонансных частот с применением компьютерных программ
2.2.4. Регистрирующие среды
2.3. Оценка погрешности измерения резонансных
частот исследуемых объектов.
2.4. Объекты исследований
2.5. Выводы по главе 2.
Глава 3. Экспериментально теоретические исследования
вибрационных характеристик прямоугольных пластин применительно к лопаткам турбомашин
3.1. Экспериментальные исследования резонансных
частот и форм колебаний прямоугольных консольных
пластин постоянной толщины.
3.1.1. Методика исследований.
Систематизированные таблицы
форм колебаний
3.1.2. Исследование порядка появления резонансных
форм колебаний прямоугольных пластин с различным соотношением сторон.
3.1.3. Исследование влияния материала, размеров и способа закрепления пластин на резонансные формы и частоты колебаний.
3.2. Экспериментальноаналитические и численные исследования собственных частот и форм колебаний прямоугольных консольных пластин постоянной толщины.
3.2.1. Определение частотных
коэффициентов
3.2.2. Численные исследования собственных частот и форм колебаний прямоугольных пластин.
3.3. Выводы по главе 3.
Глава 4. Экспериментальнотеоретические исследования вибрационных характеристик круглой пластины постоянной толщины применительно к дискам турбомашин.
4.1. Экспериментальное исследование спектра резонансных частот и форм колебаний круглой пластины постоянной толщины, закреплнной в центре.
4.1.1. Исследование порядка появления резонансных форм колебаний диска
4.1.2. Исследование влияния размеров и материала диска на формы колебаний
4.1.3. Кратные формы резонансных колебаний однородного диска.
4.1.4. Влияние способов возбуждения колебаний
на частоты и формы колебаний диска
4.2. Экспериментальноаналитические и численные исследования спектра собственных частот и форм колебаний однородного диска
постоянной толщины.
4.2.1. Определение частотных
коэффициентов
4.2.2. Определение собственных частот и форм колебаний диска численным методом.
4.3. Экспериментальнорасчетный метол определения резонансных частот и форм колебаний
пластин
4.4. Выводы по главе 4.
Глава 5. Экспериментальнотеоретические исследования вибрационных характеристик рабочих лопаток компрессора ГТД, центробежного компрессора и радиальноосевой турбины
5.1. Экспериментальнотеоретические исследования вибрационных характеристик рабочих лопаток компрессора ГТД
5.1.1. Экспериментальные исследования вибрационных характеристик рабочей лопатки компрессора ГТД.
5.1.2. Расчет собственных частот колебаний лопаток компрессора ГТД по данным прямоугольных пластин.
5.1.3. О влиянии вращения ротора на резонансную частоту колебаний лопаток.
5.2. Особенности колебаний колеса центробежного компрессора с крупными лопатками
разной ширины
5.3. Экспериментальнотеоретический анализ вибрационных характеристик лопатки колеса РОТ.
5.4. Выводы по главе 5.
Глава 6. Исследование вибрационных характеристик
дисков и рабочих колес турбомашин
6.1. Исследование вибрационных характеристик облопаченного диска компрессора ГТД
6.2. Исследование вибрационных характеристик
диска ротора диспергатора
6.3. Исследование вибрационных характеристик закрытых рабочих колес
центробежных компрессоров
6.4. Выводы по главе 6.
Глава 7. Применение голографической интерферометрии
для диагностики технического состояния, разрушения и неразрушающего контроля деталей турбомашин.
7.1. Диагностика технического состояния авиационных подшипников качения.
7.2. Диагностика разрушения деталей и узлов авиационных ГТД и изделий машиностроения
методом голографической интерферометрии
7.2.1. Применение голографической интерферометрии при конструкторской доводке рабочих
лопаток компрессора ГТД.
7.2.2. Диагностика разрушения крыльчатки обдува генератора авиационного ГТД.
7.2.3. Диагностика разрушения рабочего колеса центробежного компрессора.
7.3. Применение голографической интерферометрии при иеразрушающем контроле деталей
и узлов турбомашин.
7.3.1. Голографический контроль трещин
7.3.2. Контроль качества неразъемных соединений методом голографической интерферометрии
7.3.3. Голографическая идентификация состояния материала лопаток турбины
при тепловом воздействии
7.4 Выводы по главе
Основные результаты и выводы по работе
Список литерату


Поэтому расчетные значения частот обязательно проверяются экспериментально. Анчитическис методы исследований собственных частот, форм колебаний реальных лопаток и дисков турбин и компрессоров , 9, 8, 7, 8, 3 основаны на теориях колебаний стержней, прямоугольных и круглых пластин, изложенных в работах 9, , , , , , , 0, 8, 5, 1, 5, 6 и других авторов. Аналитические методы расчета колебаний лопаток турбомашин базируются, в первую очередь, на теории колебаний призматических стержней. Мх изгибающий момент в произвольном поперечном сечении У х минимальный момент инерции этого сечения, Е модуль продольной упругости материала стержня,у прогиб. После дифференцирования получаются выражения
дх
дх
x
Сх
x, ах
где х величина поперечной силы в том же сечении, к которому относится момент Мх сх интенсивность нагрузки при колебаниях. ФрА
дт2
где р плотность материала стержня х площадь поперечного сечения стержня г время. Уравнение 1. Решение уравнения 1. У сО8 рх Лбп рт 1. V круговая частота колебаний, А и В постоянные, которые определяются для каждого частного случая. Обозначая А i а и В а, выражение 1. Продифференцировав выражение 1. ЛЛг 0. Обозначив с учетом 1. У0. Частными решениями этого уравнения являются i кх х кх кх. С i кх 2 х С3 кх 4 , 1. С, С2, Сз, С4, определяемые граничными условиями. У . У
0
0. Определив постоянные , С2, С3, С4 из указанных граничных условий для рассматриваемого случая формула 1. I. 1. Эго уравнение имеет большое число решений. В даны первые 4 корня, в , 4 6 корней табл. Таблица 1. Численное значение корня 1,5 4,4 7,5 . Как известно из других работ 8 и последних наших исследований, в табл. Из уравнения 1. Л
о,
1. К геометрическая характеристика жсткости на кручение для круглого сечения равная полярному моменту инерции р угол закручивания р плотность материала стержня полярный момент инерции сечения стержня относительно центра жесткости г время. Для стержня постоянного профиля , после подстановки выражения для р в уравнение 1. Общее решение уравнения 1. С1 i x 2 x. V x II II II
1. Мкр крутящий момент. СксоБ к1 0. Это уравнение имеет бесконечное множество корней. Одним из допущений при выводе дифференциальных уравнений изгибных и крутильных колебаний стержней было малость размеров поперечного сечения по сравнению с длиной. Однако для лопаток осевых турбин и компрессоров это допущение не совсем приемлемо. Если для толщины пера лопатки это еще както правомочно, то ширина пера обычно составляет 0,3. Кроме того, исследуя колебания стержней, не удается прогнозировать формы колебаний пера лопаток. Поэтому необходимо рассмотреть аналитические методы расчта пластин прямоугольных для лопаток, круглых для дисков. При рассмотрении колебаний пластин принимается , , 1, 4, что материал пластины идеально упругий, однородный и изотропный. На рис. Рис. Рассматривается плоскость лу в срединной плоскости пластины. Боковые грани элемента остаются плоскими и нормальными к срединной поверхности пластины. Предполагается, что прогибы малы но сравнению с толщиной к. Рис. Элемент пластины 4
я. Я2 кривизны в плоскостях Х2 и у2. Предполагается, что срединная поверхность пластины не деформируется в своей плоскости. Ег
дх2 ду
Т й д у

д2ил
1. У коэффициент Пуассона. Подставив в формулу 1. Ьс О
. Ьсу, 1. Г
изгибная жесткость пластаны. Кинетическая энергия элемента пластинки ксЬссу с массой, приходящейся на единицу поверхности пластины ук, равна
уИ
СХСу. Т
Кинетическая энергия поперечных колебаний всей пластины
Задачи о колебаниях прямоугольной пластины с защемленными краями являются сложивши. Для решения таких задач используется метод Рэлея Ритца. Подставляя 1. Ттах 1Ь2 сЫу. ЪХхУ у, где Хх удовлетворяет краевым условиям стержня, заделанного на одном конце х 0 и свободного на другом, а Уу удовлетворяет краевым условиям стержня, свободного на концах. Приравнивая выражения 1. В первом приближении основная частота не зависит от ширины Ь и совпадает с основной частотой поперечных колебаний однородного консольного стержня. В общем виде выражение 1. Р
или
1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.204, запросов: 235