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 Стах к хорде Бпр для сечения у комля профиля лопатки
0,06... 01 и (Сmах)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.