Расчет на прочность рабочих лопаток компрессора и турбины

5.1 Термины и определения составных частей РЛ

Для лопаток авиационных осевых компрессоров и турбин, их элементов и характеристик отраслевым стандартом ОСТ 1.02639-87 “Лопатки авиационных осевых компрессоров и турбин, профили, решетки профилей. Термины, обозначения, определения” установлены следующие определения и обозначения.

Перо лопатки – профилированная часть лопатки, находящаяся в потоке воздуха (газа).

Спинка - выпуклая поверхность пера лопатки.

Корыто - вогнутая или менее выпуклая, чем спинка, поверхность пера лопатки.

Входная кромка пера - поверхность сопряжения спинки и корыта со стороны входа потока воздуха (газа).

Выходная кромка пера - поверхность сопряжения спинки и корыта со стороны выхода потока воздуха (газа).

Концевая часть пера - часть пера лопатки, наиболее удаленная от хвостовика лопатки.

Корневая часть пера - часть пера лопатки, прилегающая к хвостовику лопатки.

Средняя часть пера - часть пера лопатки между корневой и концевой частями пера.

Антивибрационная полка пера - элемент пера рабочей лопатки компрессора, предназначенный для снижения напряжений от вибрации.

Бандажная полка — концевая часть рабочей лопатки турбины, предназначенная для уменьшения перетекания газа и снижения напряжений от вибраций.

Рисунок 5.1- Лопатки компрессора (а) и турбины (б)

Рисунок 5.2 - Сечение лопатки

Рисунок 5.3 - Лопатки компрессора (а) и турбины (б)

5.2 Нагрузки, действующие на РЛ

Рабочие лопатки являются весьма нагруженными деталями. они работают в условиях сложного нагружения:

-ЦБ-силы собственной массы;

- газовые силы (в виде поперечных сил);

-температурные усилия (характерно для РЛ турбин).

Следует отметить, что газодинамические силы распределены по поверхности пера неравномерно как по профилю лопатки, так и по высоте.

Эти нагрузки относят к статическим (нет инерционных эффектов).

Под воздействием указанных сил в лопатках возникают следующие напряжения:

1) растяжения от ЦБ-сил;

2) изгиба от газовых сил;

3) изгиба от ЦБ-сил, если ц.м. сечений лопатки не лежат на линии радиуса, проходящего через ц.м. корневого сечения;

4) кручения от ЦБ-сил;

5) кручения от газовых сил;

6) температурные напряжения.

Динамическими называют нагрузки, которые как на переходных, так и на стационарных режи­мах работы двигателя быстро изменяются во времени. Частота этих изменений составляет сотни и тысячи раз в секунду. При этом в детали возни­кают силы инерции, соизмеримые с действующи­ми нагрузками. Динамические нагрузки имеют обычно газодинамическое происхождение и возни­кают вследствие взаимодействия газовых потоков в двигателе с его конструктивными элементами. Динамические нагрузки приводят к появлению вы­нужденных колебаний лопаток и возникновению в них переменных напряжений изгиба и кручения. Динамические напряжения зачастую являются ос­новным фактором, определяющим работоспособ­ность лопаток.

Дата добавления: 2014-01-11