Оценка последствий разрушения элементов роторов газотурбинных двигателей в процессе испытаний и эксплуатации

• Автор: Гладкий, Иван Леонидович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 185 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА ЛОПАТОК АВИАЦИОННОГО ГТД

1.1. Актуальность проблемы

1.2. Методика ЦИАМ

1.3. «Запорожская» методика

1.4. Обобщение методик

1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

2.1. Основной метод решения

2.2. Свойства металлических материалов

2.3. Свойства композиционных материалов

2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА ЛОПАТОК. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
3.1. Расчетная схема задачи удержания лопатки металлическим корпусом
3.2. Моделирование обрыва надпол очной части лопатки вентилятора двигателя ПС-90А
3.3. Моделирование пробивания металлических корпусов
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА ДВИГАТЕЛЯ ПС-90А2
4.1. Расчет прочности корпуса при ударе лопатки вентилятора
4.2. Оценка повреждения соседних лопаток оборвавшейся лопаткой вентилятора двигателя ПС-90А2
4.3. Оценка прочности корпуса СА двигателя ПС-90А2 при ударе лопатки вентилятора
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ГТД - газотурбинный двигатель;
КВД - компрессор высокого давления;
КНД- компрессор низкого давления;
ВД - высокое давление;
НД - низкое давление;
АП - авиационные правила;
ЦИАМ - центральный институт авиационного моторостроения П.И. Баранова (г. Москва);
КЭ - конечный элемент;
МКЭ - метод конечных элементов;
СА - спрямляющий аппарат.
ИНДЕКСЫ
шах - максимальное значение параметра;
О - начальное значение параметра; ср - срез;
дин - значение параметра при скоростном нагружении;
т - касательная составляющая;
г - радиальная составляющая;
пр - приведенное значение параметра;
cont - относящееся к контакту;
hg - относящееся к искажениям элемента по типу песочных часов; ext - внешнее; int - внутреннее; crit - критическое;
им.

Однако, если такие моды имеют частоту, сопоставимую с частотой колебания структуры, то они могут повлиять на компоненты глобальных мод деформаций и должны быть удалены.
Существует несколько путей минимизировать ауэглэссинг:
- избегать точечных (узловых) нагрузок. Если в одном узле элемента есть нагрузка, а в узле на противоположной грани его нет, то это является источником ауэглэссинга;
- использовать в данном месте модели или во всей модели элементы с полным интегрированием, где ауэглэссинг не возникает;
- если это возможно, увеличить глобальную вязкость в структуре;
- если это возможно, глобально или локально увеличить упругую жесткость в направлении, противоположном этим модам.
В объемном гексагональном элементе существуют 12 ауэглэссовых мод. 12 векторов упругой силы, сопротивляющихся ауэглэссингу:
где Ьіос - произведение базового вектора ауэглэссинга на узловые скорости, которое не равно нулю, если присутствует ауэглэссинг;
Ьіа=І*іГак=0. . (2-30)

Величина аь вычисляется:
(2.29)

(2.31)
где: уе - объем элемента;
с - скорость звука в материале;
(ф.в - задаваемая пользователем константа.