Оценки ресурсов лопатки по ДП и МЦУ

Величины Пдп,Σ относят к некоторому эквивалентному установившемуся режиму, на котором время работы равно tэкв, а время до разрушения – tр экв. Обычно в качестве такого режима выбирают максимальный режим работы двигателя. Величину Пмцу,Σ также относят к некоторому количеству эквивалентных циклов Nэкв, число которых до разрушения по критерию МЦУ равно Np,экв.

      Необходимо построить детерминированные кривые безотказной работы лопатки в виде переменных по наработке N коэффициентов запасов долговечности по ДП

и по МЦУ

где N – число реализуемых двигателем в составе ЛА ОПЦ растущее при эксплуатации.

   Подставляя различные значения N, находим , с помощью Excel строим зависимость  (рисунок 11, таблица 7).

    Известна связь запаса долговечности и запаса прочности по ДП:

где  – показатель степени в модели длительной прочности, определенный для максимального режима ОПЦ;

 - нормированный запас прочности по ДП.

.

Таблица 7 – Определение коэффициента запаса лопатки по ДП

N	nдп
10	1652607,724
15	1101738,483
20	826303,862
25	661043,0896
26	635618,3554
30	550869,2413
40	413151,931
45	367246,1609
50	330521,5448
55	300474,1316
60	275434,6207
65	254247,3422
70	236086,8177
75	220347,6965
80	206575,9655
85	194424,4381
90	183623,0804
95	173958,7078
100	165260,7724

Рисунок 11 – Кривая безотказности лопатки по наработке ДП

    Как видим, количество реализованных ОПЦ на момент разрушения составило N =28.

Строим кривую безотказности по наработке МЦУ, она представлена на рисунке 12, данные для построения – в таблице 8.

Таблица 8 – Определение коэффициента запаса долговечности по МЦУ

N	nмцу
1000	41,9047619
5000	8,380952381
10000	4,19047619
15000	2,793650794
20000	2,095238095
25000	1,676190476
30000	1,396825397
40000	1,047619048
50000	0,838095238
60000	0,698412698
68900	0,608196835
80000	0,523809524

Нормированный запас долговечности по критерию МЦУ . 

Рисунок 12 – Кривая безотказности лопатки по наработке МЦУ

   Как видим, на момент разрушения количество реализованных ОПЦ составило N=4200.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был проведен расчет теплонапряженного состояния среднего сечения рабочей лопатки первой ступени турбины высокого давления двигателя Д-336, в результате чего было получены поля температур и напряжений по среднему сечению лопатки, найдена критическая точка, расположенная в охлаждаемом канале,– точка с минимальным запасом прочности (без учета ползучести).

Целью второй части данной курсовой работы является оценка ресурсов лопатки по критериям длительной прочности (ДП) и малоцикловой усталости (МЦУ) на основании информации об обобщенном полетном цикле (ОПЦ) двигателя и полученных в первой части работы результатов по температурному и напряженному состоянию лопатки на базовом (номинальном) режиме. Во второй части работы были найдены время до разрушения лопатки на каждом режиме ОПЦ и суммарная повреждаемость лопатки за ОПЦ по критерию ДП. Для этого были построены кривые ДП для всех режимов ОПЦ и кривая Ларсона-Миллера для материала лопатки ЖС32. Был проведен расчет количества циклов до разрушения лопатки на основном цикле и подцикле ОПЦ, то есть повреждаемость лопатки на этих циклах и ее повреждаемость за ОПЦ по критерию МЦУ. Затем был определен ресурс лопатки при нормированном значении запаса прочности по критерию ДП . Он составил N =28 цикла. Ресурс лопатки при нормированном значении запаса долговечности по критерию МЦУ   составил N=4200 циклов. При увеличении числа циклов запас долговечности уменьшается, что качественно было отображено на кривых безотказности лопатки.

 

Перечень ссылок

1. Конспект лекций по дисциплине «Теплонапряженное состояние и идентификация тепловых режимов элементов тепловых двигателей».

2. Лабораторная работа 1. «Определение пределов длительной прочности высокотемпературных конструкционных материалов». Кафедра 203, 2006г.

3. Лабораторная работа 2. «Расчеты повреждаемостей рабочей лопатки турбины по критериям ДП и МЦУ за ОПЦ». Кафедра 203, 2006 г.

4. Лабораторная работа 3. «Детерминированные оценки безотказности работы и ресурса лопатки». Кафедра 203, 2006г.

5. Методические указания к выполнению 2-й части расчетной курсовой работы по дисциплине «Теплонапряженное состояние и идентификация тепловых режимов элементов тепловых двигателей». Кафедра 203, 2010г.