Разработка технологии диагностики состояния лопаток ГТД резонансным акустическим методом

• Автор: Кузнецов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ ГТД

1.1 Гипотезы усталостного разрушения твёрдого тепа

1.2 Классификация методов неразрушающего контроля

1.3 Диагностические признаки усталости материала

1.4 Методы диагностики усталости материала

1.4.1 Электромагнитный (вихретоковый) метод

1.4:2 Ультразвуковой метод

1.4.3 Метод исследования свободных колебаний детали возбуждаемой ударом

1.4.4 Метод исследования спектральных характеристик детали в процессе эксплуатации

1.5 Выводы по главе
2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ОСТАТОЧНОЙ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЛОПАТОК ГТД
2.1 Частота собственных колебаний лопаток (/со6)
2.2 Параметр В, как мера внутреннего трения
2.3 Коэффициент искажения моногармоничности колебательного процесса при супергармоническом резонансе (К)
2.4 Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК ГТД
,3.1 Диагностика-усталости лопаток ГТД на основе метода вынужденных колебаний
3.2 Описание экспериментальной установки для диагностики усталости лопаток ГТД
3.3 Апробация установки на примере лопаток ГТД .'
3.3.1 Влияние места регистрации акустического сигнала
3.3.2 Влияние величины возмущающей силы
3.3.3 Влияние способа закрепления лопатки
3.3.4 Влияние длины подвеса лопатки
3.4 Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА И ТУРБИНЫ ГТД РЕЗОНАНСНЫМ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
4.1 Экспериментальный вибрационный электродинамический стенд
и отработка методики проведения усталостных испытаний лопаток ГТД.
4.2 Данные диагностических исследований усталости лопаток ГТД .
4.3 Выводы по главе
5 РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ С ПОМОЩЬЮ ОБЪЕМНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. 135'
5.1 Модуль Юнга материала в предельном состоянии
5.2 Повреждаемость материала от уровня действующих напряжений
5.3 Экспериментально-расчётная методика для определения критерия наступления предельного состояния материала детали
5.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Макрос для автоматизированного распределения модуля Юнга по объёму материала математической модели объекта
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Свидетельство на макрос «Конвертор свойств материала»

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт внедрения результатов диссертационной работы ... Л 91 ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акт внедрения результатов диссертационной работы

сгорания. К недостаткам метода относятся: необходимость использования высокотемпературных датчиков и высокий уровень шумовых помех.
Как уже было сказано, упругие волны,: возбуждаемые в материале, способны «отражать» его структуру, что позволяет считать акустические методы контроля и диагностики чувствительными и информативными методами к усталостным изменениям структуры материала. В этой ситуации такие (МЬЖ) как акустическая эмиссия, методы высокочастотного электромагнитного излучения демонстрируют далеко не использованные физические возможности создания нового уровня средств НК. В один ряд с такими методами: можно с уверенностью поставить акустический метод вынужденных: колебаний, эффективность которого и возможность дальнейшего развития будет подтверждена экспериментальными исследованиями в рамках диссертационной работы.
Недостатками методов акустической, эмиссии: и высокочастотного, электромагнитного: излучения является необходимость использования
сложного и дорогостоящего оборудования, которое, тем не менее, не гарантирует получения достаточной корреляции между величиной диагностического параметра и остаточным ресурсом детали. Установка для реализации метода вынужденных колебаний легко воспроизводится-на базе существующих электронных средств измерения: (генератор импульсов, вольтметр, осциллограф и др.), позволяет получить требуемую точность в определении величин диагностических параметров, отличается удобством в эксплуатации, технологичностью, не воздействует на окружающую экологию и безопасна для обслуживающего персонала.
Дальнейшее развитие и внедрение вышеперечисленных акустических методов диагностики в процесс доводки эксплуатируемых деталей и машин позволит:
- уточнить причины возникновения дефекта, условия его развития, оценить влияющие факторы;