Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Определение напряжений растяжения в пере рабочей лопатки от действия центробежных сил


 

В качестве расчетного режима для определения напряжений растяжения в пере рабочей лопатки принимается максимальный стендовый (максимальный взлетный) режим.

Выделим на радиусе пера рабочей лопатки элементарный участок толщиной и площадью сечения . При вращении ротора на выделенный элемент действует элементарная центробежная сила

, (1)

где – плотность материала лопатки;

– площадь сечения профиля пера лопатки на радиусе от оси вращения;

– угловая скорость вращения ротора.

Тогда центробежная сила массы части пера лопатки, лежащей выше произвольно взятого сечения составит

. (2)

Напряжения растяжения в любом произвольном сечении пера лопатки, расположенном на расстоянии от оси вращения составят:

. (3)

Зависимость записана для общего случая, когда площади сечений по высоте пера лопатки изменяются по произвольному закону.

В случае постоянного сечения по высоте рабочей лопатки (например, лопатки активных турбин и последних ступеней компрессора), в результате интегрирования выражения (3) получим напряжения растяжения в сечении лопатки на произвольном радиусе :

. (4)

Как видно из формулы (4), при закон изменения напряжения растяжения – параболический. Напряжения не зависят от площади сечений, а зависят только от расчетного радиуса , плотности материала лопатки и угловой скорости вращения ротора . Максимальными напряжения растяжения будут в корневом сечении лопатки при . При одинаковых и напряжение зависит только от текущего радиуса, следовательно, напряжения в рабочих лопатках последних ступеней компрессора будут меньшими, чем в первых, так как разность к последним ступеням уменьшается; для турбины напряжения растяжения от первых ступеней к последним возрастают.

При изменении площади поперечных сечений по линейному закону напряжения растяжения от центробежных сил во всех сечениях лопатки значительно ниже, чем при профилировании .

 

Наиболее характерным для рабочей лопатки является произвольный (специальный) закон изменения площадей поперечных сечений по высоте лопатки. При этом напряжения растяжения от центробежных сил в сечениях лопатки находятся численно путем замены дифференциала приращением , а интеграла в выражении (3) – суммой конечных разностей

,

где – номер сечения на расстоянии от оси вращения;

– объем рассматриваемого –го участка лопатки;

– расстояние от оси вращения до центра масс –го участка.

При численном решении принимают, что площади сечений лопаток меняются по известному, например, линейному закону, тогда .

Для расчета разбивают перо лопатки поперечными сечениями на несколько равных участков высотой и ведут расчет от периферии к корневому сечению, суммируя нагрузки и вычисляя напряжения.



В выполненных конструкциях ГТД напряжения растяжения от центробежных сил в лопатках турбин достигают 180…250 МПа, в стальных лопатках компрессоров – 250…350 МПа, в лопатках из алюминиевых сплавов – 100…150 МПа, в лопатках из титановых сплавов – 150…200 МПа.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Действующие нагрузки и допущения, принимаемые при расчете рабочих лопаток | Изгиб лопатки газовыми силами

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1503; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.