Разработка методов оценки циклической долговечности деталей авиационных ГТД с учетом особенностей эксплуатационного цикла нагружения

• Автор: Цыпайкин, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Введение

Оадррии»»

1. Анализ условий работы основных деталей авиационных ГТД и методов оценки их малоцикловой долговечности с учетом особенностей реального нагружения
1.1 Анализ условий работы основных деталей авиационных ГТД
1.1.1 Факторы, определяющие расчетную погруженность основных узлов и деталей авиационных ГТД
1.1.2 Факторы, определяющие разброс параметров нагруженности вокруг расчетных значений
1.2 Методы оценки долговечности при малоцикловом нагружении
1.3 Методы оценки усталостной долговечности при сложной форме цикла нагружения
1.3.1 Методы, основанные на замене поЫШрШныческого нагружения одночастотным с суммарной амплитудой
1.3.2 Методы, основанные на использовании гипотез суммирования повреждений
1.3.2.1 Суммирование повреждений гармонических
составляющих полигармоническош цикла
1.3.2.2 Суммирование повреждений схематизированного цикла
1.3.2.2.1 Методы схематизации сложного цикла изменения
напряжений
1.3.2.2.2 Суммирование повреждений схематизированного
цикла
1.3.3 Методы, основанные на энергетическом подходе
1.3.4 Эмпирические методы
1.3.5 Сопоставление различных методов расчета долговечности при двухчастотном нагружении

1.3.5.1 Сопоставление различных методов расчета долговечности
при двухчастотном нагружении с малым соотношением частот
составляющих
1.3.5.2 Сопоставление различных методов расчета долговечности при двухчастотном нагружении с большим соотношением частот
составляющих
13.6 Методы оценки усталостной долговечности при асимметричном нагружении
1.4 Исследование влияния параметров двухчастотного нагружения на изменение усталостной долговечности
1.5 Постановка задачи исследования
2. Разработка метода расчета циклической долговечности деталей ГТД при асимметричном нагружении,
2.1 Методика обработки экспериментальных данных
2.2 Результаты испытаний на малоцикловую усталость при асимметричном нагружении
2.2.1 Результаты испытаний образцов из става ВТ
2.2.2Результаты испытаний образцов из ставаЭИ698ВД
2.23 Результаты испытаний образцов из става ЭП742
2.3 Разработка метода описания диаграмм предельных амплитуд асимметричного нагружения
2.4 Разработка метода расчета малоцикловой долговечности при асимметричном нагружении
2.5 Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными
2.6 Выводы
3. Разработка метода расчета усталостной долговечности при сложной форме цикла нагружения
3.1 Разработка метода построения диаграмм предельных амплитуд для различных отношений частот составляющих
3.2 Разработка уравнения диаграммы предельных амплитуд
3.3 Разработка метода суммирования повреждений при двухчастотном нагружении
3.4 Область повышения долговечности при двухчастотном нагружении
3.5 Разработка метода расчета усталостной долговечности при сложной форме цикла нагружения
3.6 Разработка метода приведения отнулевого цикла сложной формы к эквивалентному треугольному
3.7 Выводы
4. Экспериментальная проверка метода расчета усталостной долговечности при сложной форме цикла нагружения
4.1 Результаты испытаний на малоцикловую усталость при нагружении циклами, имитирующими фрагменты полетного цикла ГТД110
4.1.1 Результаты испытаний на малоцикловую усталость с выдержкой при максимальном напряжении цикла
4.1.1.1 Результаты испытаний гладких образцов
4.1.1.2 Результаты испытаний образцов с надрезом
4.1.2 Результаты испытаний на малоцикловую усталость с промежуточной выдержкой
4.1.3 Исследование влияния уровня промежуточной выдержки на малоцикловую долговечность
4.2 Результаты испытаний на малоцикловую усталость при нагружении циклами, имитирующими наложение вибрационной нагрузки
4.2.1 Результаты испытаний на малоцикловую усталость лабораторных образцов при нагружении циклами, имитирующими наложение вибрационной нагрузки

1.3 Методы оценки усталостной долаовечности при сложной форме цикла нааружения
Изменению долговечности при колигармоничееком нагружении посвящено достаточно много работ [8, 15, 17-19, 22, 23, 25, 30, 35-45, 48, 49, 67, 70, 71, 84, 85, 91, 103-105, 108, 114-116, 119-124, 127, 136, 137, 140, 148= 154 и др.]. В большинстве работ исследуется изменение долговечности при двухчастотном нагружении по сравнению с одночастотным. Поэтому рассмотренные ниже методы оценки долговечности в основном относятся к двухчастотному нагружению, хотя некоторые из них допускают обобщение на случай полигармонического нагружения.
Под двухчаетотным будем понимать частный случай полигармонического нагружения. Цикл изменения напряжений при двухчастотном нагружении описывается уравнением
o(t)= 0iSin(®it)+G2Sim(©2t“p), (1.14)
где Ci, ®i - амплитуда и частота низкочастотной (coi<«»2) составляющей;
02, ®2 - амплитуда и частота высокочастотной составляющей; р - сдвиг фаз составляющих.
1.3.1 Методы, основанные на замене полигармонического нагружения одночастотным с суммарной амтитудой
Наиболее простым методом оценки долговечности при полигармониче-ском нагружении является замена реального закона изменения напряжений (1.14) одночастотным с амплитудой, равной сумме амплитуд составляющих:
0(t)=(0i+02)Sin(®it), (1.15)
Однако практически все авторы [18, 19, 39 и др.] отмечают отличие расчетной долговечности при нагружении по закону (1.15) по сравнению с экспериментальной долговечностью при нагружении по закону (1.14).