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:
Расчет численности производственных рабочих
К производственным рабочим относятся рабочие зон и участков, непосредственно выполняющие работы по ТО и ТР подвижного состава.
Штатное число рабочих:
Рш=Тг/Фш
где Фш – годовой (эффективный) фонд времени «штатного» рабочего, ч.
Согласн ...
Анализ работы предприятия ОАО «Горшечноеавтотранс»
Анализ работы предприятия ОАО «Горшечноеавтотранс» производится за период 2006-2008 гг., по следующим показателям:
– автомобиле-дни в работе;
– автомобиле-дни в ремонте;
– автомобиле-часы на линии;
– среднесуточный пробег;
– пробег с ...
Режимы работы дизелей
В зависимости от значений эффективной мощности или вращающего момента и угловой скорости коленчатого вала дизели могут работать на различных режимах. Различают следующие основные режимы работы дизелей : номинальный (полный), максимальной ...
