Анализ усталости профильных частей лопаток ГТД

Испытания на усталость лопаток ТРД и обработка результатов эксперимента

Анализ усталости профильных частей лопаток ГТД

Экспериментальные исследования показывают, что даже в деталях простой формы не реализуются заложенные в кон­струкционном материале прочностные свойства. Это связано как с неоднородностью напряженно-деформированного состояния в дета­лях, так и с размерами, формой, концентраторами напряжений, т. е. конструктивными факторами. На несущую способность деталей значительно влияет технологическая наследственность.

Общей конструктивной особенностью профильных частей лопаток компрессора является их тонкостенность: отношение максимальной толщины профиля С_тах к хорде Б_пр для сечения у комля профиля лопатки

0,06... 01 и (С_mах)_отн = 0,02... 0,06

для торцевых сечений при относительных размерах радиусов кромок соответственно 0,06... 0,1 и 0,1...0,23. Эти параметры для лопаток турбины несколько выше. Лопатки первых ступеней компрессора и лопатки турбин чаще всего имеют антивибрационные (бандажные) полки. Если у литых лопаток турбин такое конструк­тивное решение не вызывает особых технологических проблем, то для лопаток из деформируемых сплавов формообразование и обра­ботка антивибрационных полок усложняют технологический про­цесс, способствуют образованию анизотропии свойств основного материала лопатки и ее поверхностных слоев. Дополнительная конструктивная особенность лопаток турбин связана со специальной системой внутреннего охлаждения лопатки, где образуется неодно­родное напряженное состояние за счет геометрических концентрато­ров напряжений и объемных остаточных напряжений

Оптимизация технологического процесса способствует стабиль­ности и повышению усталостных характеристик, т. е. повышению несущей способности детали. Особенно это эффективно на началь­ной стадии освоения производства или на этапе внедрения новых материалов и технологических процессов. При установившемся производстве и надлежащем контроле его стабильности возможнос­ти повышения несущей способности ограничиваются.

Роль поверхностного слоя для профильной части лопаток ком­прессора в формировании несущей способности велика, так как толщина этого слоя соизмерима с толщиной поперечного сечения лопаток, особенно кромок.