Рассмотрены основные понятия теории упругости, методы расчета на статическую
прочность лопаток и дисков газотурбинных двигателей, основы теории пластичности и
ползучести, колебания роторов газотурбинных двигателей, основы вибродиагностики. <...> Расчет лопатки ГТД на статическую прочность
9
3.1. <...> Разгрузка лопатки от напряжений изгиба посредством центробежных сил
14 <...> Расчет диска рабочего колеса на статическую прочность
16 <...> Особенности распределения напряжений в неравномерно нагретом диске
19 <...> Запас прочности диска по разрушающим оборотам
20 <...> Влияние податливости опор на критическую частоту вращения ротора
33 <...> Критические частоты вращения ротора на анизотропных упругих опорах
35 <...> Влияние гироскопического момента на собственные частоты колебаний ротора.. <...> Перемещения в бесконечно малом элементе
,
dxdx
dx + и-\
,
и-dx
dx
дх
. <...> Закон Гука для объёмного напряженного состояния
Рассмотрим деформацию в направлении оси X:
Деформация от напряжения сг^ будет равна s[ =— , где Е - модуль упругости. <...> Из курса сопротивления материалов известны предел упругости сг^ и предел
прочности сГд . <...> Важное значение для нагретых деталей двигателя имеет предел
длительной прочности
- напряжение, которое материал выдерживает при температуре
Т в течение времени т . <...> В этом случае необходимо вычислить среднее напряжение
2
п=
' ^'^плитудное напряжение сг^ =
<7 ,
, где
ка (7а +W<J
r a m
(рис. <...> Зависимость предела выносливости от числа циклов нагружения
Далее будет рассмотрен предел ползучести сг^, существуют и другие пределы
прочности. <...> Но при надевании кольца на поршень пределом прочности
является предел упругости <т^ (необходимо сохранить форму кольца). <...> РАСЧЕТ ЛОПАТКИ НА СТАТИЧЕСКУЮ ИРОЧИОСТЬ
Допустим, что лопатка - закругленный стержень переменного сечения. <...> В
общем случае это - кривая, не совпадающая с осью г. На лопатку действуют
газодинамические и центробежные силы. <...> Определение интенсивности газодинамических сил
Выделим двумя цилиндрическими поверхностями <...>
Динамика_и_прочность_авиационных_двигателей_и_энергетических_установок_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО НРОФЕССИОНАЛБНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛБНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
А. М. УЛАНОВ
Динамика и прочность авиационных двигателей
и энергетических установок
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
Стр.1
УДК 621.431.75 (075)
ББК 39.55
У 47
Автор: Уланов Александр Михайлович
Уланов, А. М. Динамика и прочность авиационных двигателей и энергетических
установок [Электронный ресурс] : электрон, учеб. пособие / А. М. Уланов; Минобрнауки
России, Самар. гос. аэрокосм, ун-т им. С. П. Королева (Нац. исслед. ун-т). - Электрон,
текстовые и граф. дан. (2,88 Мбайт). - Самара, 2011. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM). - Систем,
требования: ПК Pentium; Windows 98 или выше.
Рассмотрены основные понятия теории упругости, методы расчета на статическую
прочность лопаток и дисков газотурбинных двигателей, основы теории пластичности и
ползучести, колебания роторов газотурбинных двигателей, основы вибродиагностики.
Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов 2 факультета 4 курса по
специальности 160301.65 «Авиационные двигатели и энергетические установки»,
специализирующихся по направлениям «Интегрированные информационные технологии
и управление проектами в авиадвигателестроении», «Информационные технологии
проектирования и моделирования в авиадвигателестроении», а также, с сокращениями, по
направлению «Информационные технологии в инновационном производственном
менеджменте» (Государственный образовательный стандарт второго поколения - ГОС-2),
и по специальности 160700 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей»,
специалистов и бакалавров по направлениям «Интегрированные информационные
технологии и управление проектами в авиадвигателестроении», «Информационные
технологии проектирования и моделирования в авиадвигателестроении», а также, с
сокращениями, по направлению «Информационные технологии в инновационном
производственном менеджменте» (Федеральный Г осударственный образовательный
стандарт третьего поколения - ФГОС-3).
Подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных
аппаратов СГАУ.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2011
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Элементы теории упругости
1.1. Формулы Коши
1.2. Объемные деформации
1.3. Закон Гука для объемного напряженного состояния
2. Пределы прочности
3. Расчет лопатки ГТД на статическую прочность
3.1. Определение интенсивности газодинамических сил
3.2. Определение центробежной нагрузки
3.3. Растяжение лопатки
3.4 Изгиб лопатки
3.5. Разгрузка лопатки от напряжений изгиба посредством центробежных сил
3.6. Определение запаса прочности лопатки
4. Расчет диска рабочего колеса на статическую прочность
4.1. Получение системы дифференциальных уравнений
4.2. Граничные условия
4.3. Особенности распределения напряжений в неравномерно нагретом диске
4.4. Оценка местной прочности диска
4.5. Запас прочности диска по разрушающим оборотам
5. Основы теории пластичности и ползучести
5.1. Пластичность
5.2. Ползучесть
6. Колебания ротора
6.1. Динамика простейшего ротора
6.2. Влияние податливости опор на критическую частоту вращения ротора
6.3. Критические частоты вращения ротора на анизотропных упругих опорах
6.6. Методы борьбы с опасными изгибными колебаниями роторов
7. Основы вибродиагностики
8. Основы эквивалентных испытаний
9
9
11
11
12
14
15
16
16
18
19
20
20
23
23
25
27
27
33
35
6.4. Влияние гироскопического момента на собственные частоты колебаний ротора..39
6.5. Критические частоты анизотропного вала
41
41
45
47
4
4
5
5
7
Стр.3