Вибрационные нагрузки

Температурные нагрузки

Их стремятся максимально снизить. Для этого в конструкцию вводят специальные компенсаторы (телескопические подвижные соединения и упругие элементы). Однако это приводит к снижению жесткости конструкции.

При работе ГТД его детали подвергаются действию знакопеременных (вибрационных) нагрузок. Они вызывают колебание деталей, появление вибрационных напряжений, усталость материала с возможным разрушением. Действию знакопеременных нагрузок подвержены лопатки рабочих колес и спрямляющих аппаратов компрессоров, лопатки рабочих колес и сопловых аппаратов газовых турбин, диски, валы, оболочки корпусов и др.

Основными источниками возникновения знакопеременных нагрузок являются окружная и радиальная неравномерность потока газа в проточном тракте двигателя и неуравновешенные центробежные силы вращающихся масс ротора. Неравномерность потока газа создают стойки корпусов, направляющие и спрямляющие аппараты, входное устройство двигателя, перепуск или отбор воздуха из проточного тракта, пульсационное горение в камерах и т. п.

Для уменьшения вибрационных нагрузок, возбуждающих колебания элементов конструкции, принимаются меры по обеспечению равномерности потока, уменьшению неуравновешенных центробежных сил и предупреждению пульсационного горения. Детали, подверженные действию вибрационных нагрузок, рассчитываются на вибропрочность.

Газовые силы ( исправить рисунок)

Они возникают при течении газа по какому-либо каналу и передаются через стенки на узлы крепления для неподвижных деталей или приводят во вращение случае подвижных (рабочие лопатки).

 

Для их определения выделим канал, ограниченный твердыми стенками, и возьмем в нем два сечения 1-1 и 2-2.

Ось х направим по полету, ось у – в окружном направление по вращению ротора. Обозначим через R силу, действующую со стороны газа на стенку, и разложим ее на два направления – Rу – окружное и Rх - осевое.

Ограничимся пока определением осевой силы. Она, согласно уравнению Бернулли, состоит из двух компонент – статической Rст и динамической Rд:

Rх = Rст + Rд, Rст =Р₂F₂ - Р₁F₁, Rд´t=mV₂ - mV₁,
где Р₁ и Р₂ – давления в сечениях 1-1 и 2-2, m – масса газа, τ – время.

Rд =V₂´m/t-V₁´m/t, или Rд = G(C_2x-C_1x)

G – секундный расход воздуха; С_1x и С_2x – осевые составляющие скорости.

Осевая сила равна Rx= G(C_2x-C_1x)+ Р₂F₂-Р₁F₁.

Дата добавления: 2014-01-05