Разработка метода и средств проектирования конструктивных схем авиационных ГТД по расположению опор

• Автор: Миронов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИИ
1.1 Современные тенденции в области автоматизации разработки авиационных ГТД
1.2 Обзор программных средств, используемых в
двигателестроении
1.3 Анализ проблем автоматизированного конструирования авиационных ГТД
1.4 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ АВИАЦИОННЫХ
ГТД ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ЭТАПЕ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2.1 Анализ конструктивных схем авиационных ГТД
2.2 Анализ конструктивных схем элементов турбокомпрессора
2.2.1 Конструктивные схемы компрессоров
2.2.2 Конструктивные схемы турбин
2.2.3 Соединение роторов компрессора и турбины
2.3 Силовые корпусы авиационных ГТД
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ КСС
3.1 Разработка метода автоматизированного проектирования расположения опор при формировании КСС авиационных ГТД
на этапе эскизного проектирования
3.1.1 Формирование списка конструктивно-схемных решений по
признакам “расположение опоры” и “схема силового
замыкания
3.1.2 Формирование таблицы применяемости
3.1.3 Выбор критериев и параметров оценки представителей найденных конструктивно-схемных решений
3.1.4 Расчет целевой функции при выборе двигателя-прототипа
3.1.5 Выбор двигателя-прототипа
3.1.6 Расчет геометрических параметров расположения подшипников в проектируемом ТК
3.2 Разработка концептуальной ШЕБО модели процесса формирования КСС
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ КСС
4.1. Формирование логического уровня описания процесса
формирования КСС
4.2 Описание РБМ системы
4.2.1 Создание структуры классов базы данных БтагТеат
4.2.2 Наполнение структуры базы данных БтагТеат
4.2.2.1 Общее наполнение структуры БД
4.2.2.2 Наполнение БД данными необходимыми для работы программного комплекса
4.3. Разработка программного модуля формирования КСС
4.4. Апробация разработанного программного комплекса
4.4.1 Внедрение разработанного метода в процесс формирования ТЗ
4.4.1.1 Существующий процесс формирования ТЗ
4.4.1.2 Обновленный процесс формирования ТЗ
4.4.2 Формирование семейств двигателей с использованием базового газогенератора
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Условные обозначения
С - массовый расход,—;

Е - площадь проходного сечения, .и2;
Т - температура, К;
О -диаметр, м;
/? — высота лопатки, л/;
г - число ступеней;
Г) - коэффициент полезного действия;

п - частота вращения, —;

ав -предел прочности, Па;
Ка - коэффициент запаса прочности;
О - относительный расход;
л* — степень повышения давления в компрессоре;
Индексы
К - компрессор;
Т - турбина;
охл - охлаждаемый, охлаждающий;
НД - каскад низкого давления;
СД - каскад среднего давления;
ВД - каскад высокого давления;
вх - вход;
вых — выход;
в - вход в компрессор;
к - выход из компрессора;
г - вход в турбину;
т - выход из турбины;
Сокращения
БД - база данных;
ГТД - газотурбинный двигатель;

принципы иерархического построения многоуровневых систем [40], одним из которых является принцип приоритета действий подсистем верхнего уровня. При этом было предложено укрупненное разбиение ГТД на следующие уровни
[41]:
• проточная часть или геометрия газовоздушного тракта с параметрическим его описанием;
• силовая схема всего двигателя;
• узел двигателя (входное устройство, компрессор, камера сгорания, турбина, выходное устройство и т.д.);
• сборочная единица двигателя (рабочее колесо, опора и т.д.).
Также было указано, что оперировать на каждом из уровней необходимо условными изображениями рассматриваемых элементов, связанными с их расчетными схемами через управляющую программу пакета конструирования.
Одной из основных задач на этапе эскизного проектирования является выбор конструктивно-силовой схемы двигателя. Алгоритмизация автоматизированного выбора конструктивной схемы рассматривается в [42]. Решение поставленной задачи на примере турбонасосного агрегата предлагается путем составления таблиц применяемости [43]. Недостатком работы является отсутствие сформулированных условий (критериев), по которым осуществляется выбор тех или иных конкретных конструкторских решений.
Проблема автоматизированного определения основных размеров подшипников качения на этапах технического предложения и эскизного проектирования рассмотрена в [44]. Отмечено, что для данных этапов проектирования вполне приемлемым является приближенное описание параметров подшипников качения функциями (типа у=А+Вх), которые на основе обработки табличных данных по методу средних принимают конкретный вид в зависимости от типа подшипника и его конструктивных особенностей. При этом процедура наилучшего расположения подшипников вдоль оси двигателя не рассматривалась.