Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 19
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Кафедра «Авиационные двигатели»
Дисциплина: «Конструкция и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок»
Отчет к лабораторной работе №2
Тема: Анализ статической прочности дисков ГТД
Вариант № 7
Выполнили студенты гр. АД-18-1с
Каткова Елена Антоновна
Конюшевская Ксения Валерьевна
Работа принята ____________________
2023
-
Методика расчетной оценки статической прочности диска.
Запас прочности диска по разрушающей частоте вращения определяется по формуле:
Напряжения, возникающие в диске:
Контурная нагрузка на рабочей частоте вращения:
На наружном контуре диска от действия центробежных сил от лопаток и выступов диска:
Коэффициент запаса по разрушающей частоте вращения диска при разрушении по цилиндрическому сечению:
2. Подготовка исходных данных для расчета диска.
В данном пункте необходимо привести все материалы по подготовке исходных данных. Исходный профиль диска. Схематизированный симметричный профиль диска. Таблица с геометрическими параметрами диска. График изменения температуры по радиусу диска. Таблица с температурами и свойствами материала диска в расчетных сечениях. Данные для определения контурной нагрузки (масса лопатки, радиус центра тяжести лопатки,
масса выступа диска, радиус центра тяжести выступа диска).
Исходные данные:
Частота вращения ротора:
Радиус рабочего колеса:
Число лопаток: Z=85.
Температура обода диска: T=590 К.
Материал диска: ВТ3-1.
Данные для определения контурной нагрузки:
Масса лопатки:
Радиус центра тяжести лопатки:
мм.Масса выступа диска:
Радиус центра тяжести выноса диска:
.
Рисунок 1 – Исходный профиль диска 7 ступени КВД
Рисунок 2 – Схематизированный симметричный профиль диска
| N | R, мм | b, мм | T, К |  , МПа | K |
| 1 | 76 | 57,2 | 490 | 805 | 1,79 |
| 2 | 78,5 | 57,2 | 490,0239627 | 804,5 | 4,358 |
| 3 | 78,5 | 33 | 490,0239627 | 804,5 | 3,482 |
| 4 | 88,5 | 5 | 490,5990664 | 801,5 | 1,953 |
| 5 | 93,5 | 3 | 491,1741702 | 800 | 1,774 |
| 6 | 156,75 | 3 | 515 | 785 | 1,861 |
| 7 | 226 | 3 | 576,2655637 | 755 | 2,151 |
| 8 | 231,75 | 12 | 583,0060194 | 750 | 4,184 |
| 9 | 231,75 | 24,5 | 583,0060194 | 750 | 5,904 |
| 10 | 237,5 | 24,5 | 590 | 744 | 0 |
3. Расчет диска на статическую прочность. Определение коэффициента запаса статической прочности диска.
| N | R, мм | K |
| 1 | 76 | 1,79 |
| 2 | 78,5 | 4,358 |
| 3 | 78,5 | 3,482 |
| 4 | 88,5 | 1,953 |
| 5 | 93,5 | 1,774 |
| 6 | 156,75 | 1,861 |
| 7 | 226 | 2,151 |
| 8 | 231,75 | 4,184 |
| 9 | 231,75 | 5,904 |
| 10 | 237,5 | 0 |
4. Выводы по расчету диска на статическую прочность.
Запас прочности превышает допустимый запас, поэтому диск …
5. Анализ влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на запас статической прочности диска.
5.1 Оценка влияния частоты вращения ротора на запас прочности диска.
Увеличение частоты вращения ротора на 10% до n = 12760 об/мин.
| N | R, мм | Кисх | Kизм |
| 1 | 76 | 1,79 | 1,627 |
| 2 | 78,5 | 4,358 | 3,962 |
| 3 | 78,5 | 3,482 | 3,166 |
| 4 | 88,5 | 1,953 | 1,775 |
| 5 | 93,5 | 1,774 | 1,613 |
| 6 | 156,75 | 1,861 | 1,692 |
| 7 | 226 | 2,151 | 1,955 |
| 8 | 231,75 | 4,184 | 3,803 |
| 9 | 231,75 | 5,904 | 5,368 |
| 10 | 237,5 | 0 | 0 |
5.2 Оценка влияния массы лопатки на запас прочности диска.
При увеличении массы лопатки на 15% до m=12,65 г.
| N | R, мм | Kисх | Кизм |
| 1 | 76 | 1,79 | 1,759 |
| 2 | 78,5 | 4,358 | 4,279 |
| 3 | 78,5 | 3,482 | 3,42 |
| 4 | 88,5 | 1,953 | 1,916 |
| 5 | 93,5 | 1,774 | 1,741 |
| 6 | 156,75 | 1,861 | 1,822 |
| 7 | 226 | 2,151 | 2,09 |
| 8 | 231,75 | 4,184 | 4,052 |
| 9 | 231,75 | 5,904 | 5,719 |
| 10 | 237,5 | 0 | 0 |
5.3 Оценка влияния толщины ступицы диска на запас прочности.
Уменьшение толщины ступицы на 5%.
| N | R, мм | b, мм | Kисх | Кизм |
| 1 | 76 | 54,34 | 1,79 | 1,784 |
| 2 | 78,5 | 54,34 | 4,358 | 4,267 |
| 3 | 78,5 | 31,35 | 3,482 | 3,417 |
| 4 | 88,5 | 4,75 | 1,953 | 1,939 |
| 5 | 93,5 | 3 | 1,774 | 1,783 |
| 6 | 156,75 | 3 | 1,861 | 1,878 |
| 7 | 226 | 3 | 2,151 | 2,185 |
| 8 | 231,75 | 12 | 4,184 | 4,197 |
| 9 | 231,75 | 24,5 | 5,904 | 5,904 |
| 10 | 237,5 | 24,5 | 0 | 0 |
5.4 Оценка влияния толщины полотна диска на запас прочности.
Уменьшение толщины полотна на 5%.
| N | R, мм | b, мм | Kисх | Кизм |
| 1 | 76 | 57,2 | 1,79 | 1,793 |
| 2 | 78,5 | 57,2 | 4,358 | 4,391 |
| 3 | 78,5 | 33 | 3,482 | 3,506 |
| 4 | 88,5 | 5 | 1,953 | 1,959 |
| 5 | 93,5 | 2,85 | 1,774 | 1,762 |
| 6 | 156,75 | 2,85 | 1,861 | 1,853 |
| 7 | 226 | 2,85 | 2,151 | 2,142 |
| 8 | 231,75 | 12 | 4,184 | 4,197 |
| 9 | 231,75 | 24,5 | 5,904 | 5,904 |
| 10 | 237,5 | 24,5 | 0 | 0 |
5.5 Оценка влияния толщины обода диска на запас прочности.
Уменьшение толщины обода диска на 5%.
| N | R, мм | b, мм | Kисх | Kизм |
| 1 | 76 | 57,2 | 1,79 | 1,803 |
| 2 | 78,5 | 57,2 | 4,358 | 4,389 |
| 3 | 78,5 | 33 | 3,482 | 3,508 |
| 4 | 88,5 | 5 | 1,953 | 1,968 |
| 5 | 93,5 | 3 | 1,774 | 1,788 |
| 6 | 156,75 | 3 | 1,861 | 1,884 |
| 7 | 226 | 3 | 2,151 | 2,2 |
| 8 | 231,75 | 11,4 | 4,184 | 4,133 |
| 9 | 231,75 | 23,275 | 5,904 | 5,815 |
| 10 | 237,5 | 23,275 | 0 | 0 |