Разработка и реализация метода расчета вынужденных колебаний венцов рабочих лопаток турбомашин

• Автор: Орлов, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 212 c. : ил

1. Современное состояние проблемы расчета колебаний рабочих лопаток турбомашин

1.1. Математические модели рабочих лопаток турбомашин

1.1.1. Модели на основе стержневой теории и теории пластин и оболочек

1.1.2. Метод конечных элементов в приложении к расчетам колебаний рабочих лопаток

1.2. Внутреннее и конструкционное демпфирование при колебаниях систем рабочих лопаток

1.3. Методы расчета вынужденных колебаний рабочих лопаток

1.4. Обоснование выбора темы диссертации и постановка задачи

2. РАСЧЕТ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ ОДИНОЧНЫХ РАБОЧИХ ЛОПАТОК МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Характеристики используемых в моделях конечных элементов

2.2. Учет влияния поля центробежных сил на частоты колебаний вращающихся лопаток

2.3. Метод динамических суперэлементов

2.4. Метод учета податливости заделки и расчет напряженно-деформированного состояния хвостовиков рабочих лопаток
2.5. Общий метод исследования свободных колебаний одиночных рабочих лопаток турбомашин
3. РАСЧЕТ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ СВЯЗАННЫХ СИСТЕМ
РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

3.1. Метод расчета свободных колебаний венца рабочих лопаток с замкнутыми на круг связями как циклически симметричной системы
3.2. Метод расчета свободных колебаний венца рабочих лопаток при нарушении симметрии системы
3.3. Метод расчета свободных колебаний венца рабочих лопаток пакетной конструкции и отдельных пакетов рабочих лопаток
3.4. Учет податливости диска и податливости соединения диска и хвостовика при исследовании колебаний рабочих колес турбомашин
3.5. Расчетное исследование свободных колебаний венца реальных рабочих лопаток
4. РАСЧЕТ ВЫНУВДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМ РАБОЧИХ ЛОПАТОК МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ
4.1. Метод учета внутреннего и конструкционного демпфирования при расчетах колебаний систем рабочих лопаток
4.2. Общий метод расчета вынужденных колебаний систем рабочих лопаток с учетом нелинейного демпфирования
4.3. Решение задачи о вынужденных колебаниях венца рабочих лопаток с замкнутыми на круг связями как циклически симметричной системы
4.4. Решение задачи о вынужденных колебаниях для венца рабочих лопаток при нарушении циклической симметрии
4.5. Решение задачи о вынужденных колебаниях венца рабочих лопаток пакетной конструкции
4.6. Расчетное исследование вынужденных колебаний венцов рабочих лопаток как нелинейных механических систем

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

1.3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ВЬШУВДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ РАБОЧИХ
ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН
На рабочие лопатки турбин действуют статические и динамические силовые и термические нагрузки. Статические усилия, причиной которых является поле центробежных сил и паровое давление, вызывают растяжение, а также изгиб и кручение лопаток. Термические напряжения имеют место при пусках, остановах и изменении нагрузки турбины.
Причины возникновения динамических нагрузок, ответственных за колебания лопаточного аппарата турбин, заключаются в следующем / 27
1. Неоднородность сопловой решетки, которая является следствием технологических отклонений от средних размеров при ее изготовлении и нарушением формы сопловых каналов в районе горизонтального разъема диафрагм; эта неоднородность носит название технологической неоднородности сопловой решетки.
2. Особенности конструкции турбомашин:
а) парциальный подвод пара, при котором рабочие лопатки испытывают резко меняющиеся усилия за период одного оборота колеса;
б) наличие стоек, связывающих внутренние и внешние ободья диафрагм, стоек для крепления внутренних подшипников в компрессорах и турбинах ГТУ, секционных камер сгорания ГТУ и других элементов в проходных сечениях;
в) несимметричный отвод в местах регенеративных и других отборов пара;
г) неравномерность потока вдоль шага сопловой решетки, обусловленная конечной шириной выходных кромок и пограничными слоями, уносимыми потоком с выпуклой и вогнутой сторон профиля