Расчет термонапряженного состояния охлаждаемой лопатки

Расчет сил и моментов, действующих на перо лопатки

Лопатка находится в сложном напряженном состоянии. Она испытывает напряжение от действия центробежных сил , изгибающих моментов от действия газовых и центробежных сил и температурные напряжения .

где:

N – центробежная сила, приложенная к сечению;

– модуль упругости;

– площадь сечения;

– єлементарная площадка.

где:

, – изгибающие моменты.

Температурные напряжения рассчитываем по формуле Биргера-Малинина:

где: – коэффициент линейного расширения;

– температура.

Суммарные напряжения определяются по формуле:

Центробежную силу определим по формуле:

где:

– плотность материала лопатки ЖС-6К;

– площадь сечения лопатки с вычетом площади каналов;

– высота лопатки;

– угловая скорость;

– радиус среднего сечения лопатки;

– объем бандажной полки;

– радиус периферийного сечения лопатки;

– толщина бандажной полки.

Изгибающие моменты определим следующим образом:

– интенсивность газовых сил в окружном направлении;

– интенсивность газовых сил в осевом направлении на периферии лопатки.

Определение ресурса лопатки

Ресурс газотурбинного двигателя составляет 20000 часов. Тогда при средней длительности полета 4 часа это составит 5000 полетов. При этом на один такой полет приходится 2 минуты работы двигателя на взлетном режиме. Таким образом определим ресурс лопатки:

Расчет производим с помощью пакета SAPR кафедры 203 модуля “Термонапряженное состояние”. Этот подмодуль рассчитывает поле напряжений, запасы прочности и другие величины, характеризующие плосконапряженное состояние, при длительном воздействии центробежных сил, изгибающего момента и неравномерного нагрева. В текстовом редакторе производим редактирование файла исходных данных для расчета термонапряженного состояния (Setax.dat)

. Исходные данные включают в себя следующие величины:

wis.set – файл сетки конечных элементов - 1

gs6.dat – файл прочностных свойств материала лопатки (ЖС32)

1 1 1 – тип расчета (упругий, без учета ползучести)

1921 20.98 79.42 – удвоенная центробежная сила (кгс); удвоенный момент Мх (кгс∙см); удвоенный момент Му (кгс∙см).

330 – продолжительность работы , час

330 – продолжительность работы , час

Для расчета термонапряженного состояния запускаем программу Grid3.exe.

Это основная программа подмодуля, которая осуществляет расчет поля напряжений.

После запроса указываем имя файла, содержащего данные о температурном поле лопатки (wis.tem). Результат будет занесен в файл с именем wis.sig. Для визуального просмотра поля заносим в командную строку поочередно следующие файлы: Izol.exe wis.set Sig.dat. Результаты расчета приведены на рисунке 6.1.

Популярные материалы:

Подготовка разбрасывателя ПТУ-4 к работе
Перед вводом полуприцепа-разбрасывателя в эксплуатацию необходимо: проверить и подтянуть весь крепеж; проверить давление в шинах; проверить количество масла в редукторе, смазки в ступицах колес; проверить натяжение цепей транспортера, ...

Общая характеристика ООО ТК «РегионТранс»
Организационно-правовая форма предприятия Общество с ограниченной ответственностью Транспортная Компания «РегионТранс» создано собранием учредителей в декабре 2005 года, в соответствии с Гражданским кодексом Российской Федерации и Федера ...

Понятие прибыли и рентабельности
Основной задачей работы любого предприятия или организации есть получение прибыли. Это один из главных факторов, влияющих на: - расширение производства; - внедрение более усовершенствованных технологий; - экономическую стабильность. П ...