Исследование технологического процесса изготовления штампованных заготовок крупногабаритных широкохордных лопаток ГТД с использованием операции горячей закрутки пера

• Автор: Ильин, Игорь Валерьевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 203 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
1.1 Обзор современных способов изготовления компрессорных (вентиляторных) лопаток ГТД
1.1.1 Краткая характеристика лопаток компрессора ГТД
1.1.2 Вентиляторные рабочие лопатки компрессора
1.1.3 Некоторые особенности современных ГТД
1.1.4 Технология производства лопаток компрессора
1.1.4.1 Технология изготовления заготовок лопаток компрессора
1.1.4.2 Технология обработки лопаток из штампованных заготовок
1.1.5 Сущность и особенности разработанного в ОАО «НПО»
Сатурн» способа изготовления широкохордных лопаток ГТД
1.2 Обзор теоретических методов исследования процессов закручивания (скручивания) стержней за пределом упругости
1.2Л Скручивание стержня круглого поперечного сечения
1.2.2 Скручивание стержня квадратного поперечного сечения
1.2.3 Скручивание стержня прямоугольного поперечного сечения
1.2.4 Скручивание стержня с поперечным сечением в форме эллипса
1.2.5 Кручение стержней с сечениями произвольного профиля (по Сен-Венану)
1.3 Выбор метода исследования напряженно-деформированного состояния
1.3.1 Обзор теоретических методов исследования напряженно-деформированного состояния
1.3.2 Метод делительных (координатных) сеток
1.4 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ЗАКРУТКИ ПЕРА ЛОПАТОК ГТД
2.1 Особенности определения силовых параметров при закрутке стержней, с сечениями аэродинамического профиля, переменными по длине
2.1.1 Определение силовых параметров кручения стержня, с сечениями аэродинамического профиля, переменными по длине (по Сен-Венану)
2.1.2 Определение силовых параметров кручения стержня, с сечениями аэродинамического профиля, переменными по длине, энергетическим методом
2.2 Разработка методики обработки экспериментальных данных на основе метода делительных сеток для анализа деформированного состояния при закрутке профиля пера лопатки ГТД
2.2.1 Определение параметров исходной делительной сетки
2.2.1.1 Определение истиной длины граней X ячеек сетки
2.2.1.2 Определение истиной длины граней У ячеек сетки
2.2.2 Определение параметров деформированной делительной сетки
2.2.2.1 Определение истиной длины граней X ячеек сетки
2.2.2.2 Определение истиной длины граней У ячеек сетки
2.2.3 Определение истинных(суммарных) деформаций граней X и У
2.2.4 Определение сдвиговых деформаций граней X и У
2.2.5 К определению относительных деформаций вдоль оси Ъ
2.2.6 Разработка компьютерной программы для обработки экспериментальных данных. Блок-схема программы
2.3 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАКРУТКИ
3.1 Эксперимент по закрутке относительно тонкой пластины
3.1.1 Анализ деформированного состояния
3.1.2 Сравнение теоретических и экспериментальных результатов силовых параметров
3.2 Эксперимент по закрутке пера лопатки ГТД
3.2.1 Анализ деформированного состояния
3.2.2 Сравнение теоретических и экспериментальных результатов силовых параметров
3.3 Численное исследование процессов закрутки на основе метода конечных элементов
3.4 Эксперимент по закрутке относительно тонкой пластины с помощью пакета программ ANS YS
3.4.1 Анализ деформированного состояния
3.4.2 Сравнение теоретических и экспериментальных результатов силовых параметров
3.5 Эксперимент по закрутке лопатки ГТД с помощью пакета программ ANSYS
3.5.1 Анализ деформированного состояния
3.5.2 Сравнение теоретических и экспериментальных результатов силовых параметров
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОПАТОК ПОСЛЕ ГОРЯЧЕЙ ЗАКРУТКИ ПЕРА
4.1 Металлографические исследования
4.2 Динамические исследования заготовок лопаток
4.2.1 Усталостные испытания заготовок лопаток
4.2.2 Металлографические исследования материала лопаток, прошедших усталостные испытания
4.3 Выводы по главе

1.2.1 Скручивание стержня круглого поперечного сечения
Рис. 1.11. Схема скручивания стержня с круглым поперечным сечением
На рисунке 1.11 представлен стержень длиной / с круглым поперечным сечением диаметра б, левый конец которого защемлен, а правый - нагружен крутящим моментом М. Тогда, под действием нагрузки, правое концевое сечение стержня повернется по отношению к защемленному на угол ср, называемый углом закрутки.
На рис. 1.12, (а) представлено известное распределение касательных напряжений т при кручении в поперечном сечении круглого стержня при упругой деформации [28]. Напряжение максимально на периферии и по линейному закону падает, обращаясь в нуль в центре сечения. При увеличении угла закручивания касательное напряжение на поверхности достигнет предельного значения к, при котором начнется пластическая деформация. В случае отсутствия упрочнения и дальнейшего увеличения угла закручивания напряжение к охватит и более глубокие слои заготовки. Часть ее (периферийная) будет находиться в пластическом состоянии, а часть (центральная) — в упругом (рис. 1.12, б). Наконец, при дальнейшем увеличении угла закручивания пластическая деформация охватит все сечение (рис. 1.12, в).