Исследование акустических характеристик заготовок турбинных лопаток газотурбинного двигателя, полученных литьем направленной кристаллизации, для контроля их технического состояния

• Автор: Кондратьев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных обозначений, сокращений и индексов
Введение
1. Состояние вопроса исследований
1.1. Методы технической диагностики
1.1.1. Структурные методы контроля
1.1.2. Физические методы контроля
1.2. Акустические методы контроля
1.2.1. Метод свободных колебаний
1.2.2. Метод вынужденных колебаний
1.2.3. Диагностические признаки контролируемых параметров
1.3. Постановка задачи
2. Численные исследования влияния механических и структурных дефектов на форму собственных колебаний лопаток направленной кристаллизации
2.1. Применение метода конечных элементов для расчета форм собственных колебаний
2.2. Применение метода сложения форм колебаний
для динамически нагруженной конструкции
** С' ' "У-‘
2.3. Объект исследования
2.4. Расчетные модели и анализ полученных результа-
» тов
3. Экспериментальный акустический измерительный диагностический комплекс и способы контроля
структурных и механических дефектов
3.1. Описание экспериментального акустического измерительного диагностического комплекса
3.2. Экспериментальная установка контроля технического состояния заготовок рабочих лопаток анализом характеристик свободных колебаний
3.3. Экспериментальная установка контроля технического состояния заготовок лопаток анализом характеристик вынужденных колебаний
3.4. Целевые функции сравнения акустических характеристик
4. Экспериментальные исследования влияния механических и структурных дефектов заготовок лопаток направленной кристаллизации на их акустические характеристики
4.1. Порядок подготовки и проведения эксперимента
4.1.1. Методика проведения экспериментов
4.1.2. Оценка погрешности результатов измерений
4.1.3. Требования по безопасности проведения измерений
4.1.4. Оценка повторяемости экспериментальных данных
4.2. Экспериментальные исследования зависимости свободных колебаний заготовок турбинных лопаток направленной кристаллизации от различных дефектов
4.3. Экспериментальные исследования зависимости резонансных характеристик заготовок турбинных лопаток направленной кристаллизации от раз-

различных дефектов
4.4. Анализ результатов экспериментальных исследований
4.5. Система автоматизированного контроля заготовок лопаток
4.5.1. Автоматизированный диагностический комплекс
4.5.2. Устройство для формирования резонансных частот
4.6. Применение методики в практических задачах неразрушающего контроля
Заключение
Литература
Приложения
3. Для каждой формы колебаний определяется обобщенная масса и обобщенная нагрузка с учетом собственного вектора формы ко-

лебания (рп и условием ортогональности (рп :
Мп=<р1М(Рп> Рп(*) = <РпР(0- (2.7)
4. Уравнение колебаний (2.5) для каждой формы может быть записано с помощью обобщенной массы Мп, обобщенной нагрузки
Рп(0, модальной частоты соп, и модального затухания Сп:
У„ + 2 Х+еогпУп=~. (2-8)

где Уп, Уп, Уп - модальная амплитуда перемещения, скорости и ускорения соответственно.
5. После 4 этапа для каждой формы собственных колебаний получается N независимых уравнений движения, метод решения которых зависит от вида нагружения. Реакция общего вида для каждой формы определяется интегралом Дюамеля:
-т)(1т, (2.9)
где (оГ)п - круговая частота собственных колебаний, т - момент приложения нагрузки.
6. Для анализа свободных колебаний по разным формам при условии, что начальная скорость и перемещение не равны нулю, к интегралу Дюамеля необходимо прибавить реакцию при свободных колебаниях демпфированной системы общего вида для каждой формы колебания, которая определяется выражением:
УЛ = ~УГ— рп{т)е-л'-г) 8Ш й)Пп(1
Мп1)п о