Обзор связи условий нагружения детали с пределом длительной прочности ее материала. Расчет эквивалентного времени наработки для лопатки рабочего колеса турбины. Анализ методики определения уравнения кривой длительной прочности при иной температуре детали.
С увеличением межремонтного ресурса до нескольких тысяч часов и общетехнического до нескольких десятков тысяч часов проверка прочности и долговечности элементов двигателя длительными испытаниями стала явно нерентабельной изза неприемлемой продолжительности и высокой стоимости.Для ряда факторов воздействия, таких как длительная прочность, износ и контактное выкрашивание, интенсивность воздействия на детали существенно зависит от режима работы двигателя. 1.1 представлены кривые длительной прочности материала при двух температурах Т1>Т2, время работы на каждом режиме в пределах ресурса t1,<t2 и максимальные действующие при нагружении напряжения smax 1 и smax 2. Степень опасности разрушения деталей обычно оценивают величиной запасов прочности, которые могут определяться как отношение предельного значения напряжения, нагрузки, деформации, времени работы или числа циклов нагружения к аналогичной величине, соответствующей заданным условиям работы. С помощью кривых длительной прочности могут быть подсчитаны запасы прочности для каждого режима в зависимости от его продолжительности: Эквивалентное время работы на 1-м , более напряженном режиме, по отношению ко 2-му , менее напряженному, определяется по кривой длительной прочности 1-го режима местом, для которого запас прочности равен величине запаса прочности 2-го режима: Ресурс многих основных деталей и узлов ГТД зависит от длительной прочности, т.к. используемые материалы работают в области пластических деформаций при повышенных температурах. В качестве характеристик материала используется предел длительной прочности sдл, который при постоянной температуре нагружения Т связан с временем работы детали до исчерпания ресурса соотношением: , при (Т=const)(1) где: t - долговечность или время до разрушения;Рассмотрим одну из деталей, определяющих ресурс ГТД - лопатку РК турбины высокого давления. Имеются опытные данные по пределам длительной прочности для двух времен наработки при заданной температуре лопатки, что соответствует работе двигателя на дроссельном режиме работы I: Для расчета времен эквивалентных испытаний необходимо получить уравнения прямых длительной прочности для всех i-х эксплуатационных режимов и соответствующих им температур нагружения Ті,. Рассмотрим методику определения уравнения кривой длительной прочности, при иной температуре детали, т.е. при другом режиме работы ГТД. Используя зависимость (4) Ларсена-Мюллера рассмотрим метод определения уравнения кривой длительной прочности при работе двигателя на i-м режиме с температурой нагружения детали Ті. Эквивалентное время работы на максимальном режиме по отношению к i-му режиму тмакс,i определяется по кривой длительной прочности максимального режима местом, для которого запас прочности равен величине запаса прочности i-го режима Кі: ;Определение продолжительности эквивалентного испытания проведено для случая, когда ресурс ГТД определяется ресурсом детали, который в свою очередь зависит от длительной прочности ее материала. В качестве таковой выбрана рабочая лопатка турбины высокого давления из хромоникелевого сплава с добавкой титана и алюминия.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СВЯЗЬ УСЛОВИЙ НАГРУЖЕНИЯ ДЕТАЛИ С ПРЕДЕЛОМ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ ЕЕ МАТЕРИАЛА
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОГО ВРЕМЕНИ НАРАБОТКИ ДЛЯ ЛОПАТКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ТУРБИНЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Вывод
Основной целью ускоренных эквивалентных испытаний является ускоренное исчерпание ресурса за счет эквивалентного увеличения времени наработки ГТД на повышенных режимах и сокращения или исключения наработки на менее нагруженных режимах.
Определение продолжительности эквивалентного испытания проведено для случая, когда ресурс ГТД определяется ресурсом детали, который в свою очередь зависит от длительной прочности ее материала. В качестве таковой выбрана рабочая лопатка турбины высокого давления из хромоникелевого сплава с добавкой титана и алюминия.
Эквивалентными временами двух режимов по опасности разрушения приняты таковые, для которых запасы прочности одинаковые. Они рассчитаны как отношение предела длительной прочности материала детали к максимально допустимому напряжению в корневом сечении лопатки.
Из таблицы видно, что при проведении эквивалентных испытаний на самом нагруженном режиме получают быстрое исчерпание ресурса детали. Эту тенденцию отчетливо демонстрирует характер изменения по режимам эквивалентного времени работы на максимальном режиме, имитирующего выработку ресурса на других режимах. Эту же тенденцию можно проследить по изменению коэффициента эквивалентности выработки ресурса.
Список литературы
1. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. М., «Машиностоение», 1976.
