Нагрузки, действующие на диски

Статьи » Авиационный турбовальный двигатель » Нагрузки, действующие на диски

Диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при вращении от массы рабочих лопаток и собственной массы дисков. Эти силы вызывают в дисках растягивающие напряжения. От неравномерного нагрева дисков турбин возникают температурные напряжения, которые могут вызывать как растяжение, так и сжатие элементов диска.

Кроме напряжений растяжения и сжатия, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Напряжения кручения появляются, если диски передают крутящий момент, а изгибные – возникают под действием разности давлений и температур на боковых поверхностях дисков, от осевых газодинамических сил, действующих на рабочие лопатки, от вибрации лопаток и самих дисков, под действием гироскопических моментов, возникающих при эволюциях самолета.

Из перечисленных напряжений наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, а также температурные (в случае неравномерного нагрева диска). Напряжения изгиба зависят от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом и могут быть значительными лишь в тонких дисках. Напряжения кручения обычно невелики и в расчетах в большинстве случаев не учитываются.

Допущения, принимаемые при расчете

При расчете принимаем следующие допущения:

диск считается симметричным относительно серединной плоскости, перпендикулярной оси вращения;

диск находится в плосконапряженном состоянии;

температура диска меняется только по его радиусу и равномерна по толщине;

напряжения на любом радиусе не меняются по толщине;

наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек на его частях не принимается во внимание.

Целью расчета является определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по радиусу диска. Расчетная схема показана на рис. 4.4.1.

Рис. 4.4.1. Расчётная схема диска.

Исходные данные

1.Частота вращения диска =11388,6 об/мин;

2.Геометрические размеры диска в расчетных сечениях (указаны на рисунке);

3.Материал диска – титановый сплав ВТ3-1;

Плотность материала = 4500 кг/м;

5.Напряжение в корневом сечении пера лопатки от растяжения центробежными силами на расчетном режиме = 123,25 МПа;

6.Площадь корневого сечения лопатки =0.000132 м;

7.Число лопаток на рабочем колесе =30;

8.Площадь радиального сечения разрезной части обода =0,00026 м;

9.Радиус центра тяжести площади радиального сечения = 0.1912м;

10. Предел длительной прочности 1050 МПа

Корректирование межремонтного пробега
Межремонтный пробег Lкр , км, корректируется по формуле Lкр = Lкр.ср ∙ K1 ∙ К2 ∙ К'3 ∙ К''3 где Lкр.ср - среднее значение межремонтного пробега, км; К1 – коэффициент корректирования, учитывающий категорию эксплуатации [1]; К2 - коэффициент корректирования, учитывающий модификацию подвижного сос ...

Проектировочный прочностной расчет ферменного отсека
Исходные данные: Rб=1,35 м – радиус большего основания; Rм=0,7 м – радиус меньшего основания; H=0,6 м – высота фермы; n=10 – число стержней фермы; Определить: δтр – толщина стенки стержня; Rтр – радиус сечения стержня. Определение внутренней осевой силы (Nx1). Nx1= -Fx1 Nx1= -3∙9,8∙(965,971+633,4+3513 ...

Определение пробега локомотива
Общий пробег локомотивов определяется как сумма линейного и условного пробега и измеряется в локомотиво-км. Линейный пробег определяется раздельно по его видам: - во главе поездов; - в одиночном следовании; - в двойной тяге; - в подталкивании. Двойная тяга и подталкивание в курсовой работе не предусматриваются. Пробег ...