ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Циклическая прочность высокоскоростных роторов из "Прочность конструкций при малоцикловом нагружении " По сумме мембранных и местных напряжений в зонах концентрации коэффициенты запаса прочности в 1,3—1,5 раза ниже указанных. [c.120] При нормальных режимах работы величины номинальных напряжений в указанных элементах роторов относительно невелики в сравнении с пределом упругости применяемых материалов. Однако режимы работы саморазгружающихся сепараторов не являются статическими и стационарными (рис. 6.2) в местах повышенной концентрации напряжений могут возникнуть повторные упругопластические деформации, приводящие к образованию и развитию малоциклового разрушения. На рис. 6.3 показаны трещины эксплуатационного повреждения деталей ротора. [c.120] Коррозионное растрескивание под напряжением аустенитномартенситной стали, связанное с наличием в структуре карбидной сетки по границам зерен, а также повышенное содержание-водорода способствовали ускорению процессов. При этом источниками трещин являлись металлургические дефекты, характерные очаги щелевой или точечно-язвенной коррозии, а также раковины гидроабразивного износа. [c.120] Формы деталей барабанов сепараторов принимаются с учетом конструктивных, технологических, динамических и производственно-экономических факторов, причем при проектировании мо--гут быть получены различные варианты решений, удовлетворяющие поставленньш требованиям. [c.122] Рассмотренные в 1 особенности конструктивных форм роторов и условия их эксплуатации показывают, что наряду с расчетами статической прочности необходимы расчеты на циклическую прочность, особенно на стадии проектирования новых конструкций и при внедрении новых материалов. При этом расчет циклической прочности деталей роторов сепараторов должен основываться на анализе общей и местной напряженности с учетом фактических данных по сопротивлению применяемого материала деформированию и разрушению. [c.122] Моделирование напряженного состояния роторов центробежных сепараторов с применением фотоупругости [2, 3] в сочетании с тензометрическими исследованиями напряжений позволяет более надежно оценивать номинальную и местную напряженность. Тем не менее для быстро вращающихся составных конструкций сложной формы, заполненных жидкой неоднородной смесью, применение метода фотоупругости и тензометрирования требует оценки точности полученных результатов для каждого метода в отдельности такая оценка может быть проведена путем тензометрирования самой оптической модели. [c.123] В последние годы использование ЭВМ дало эффективные средства [4, 5] для анализа напряженно-деформированных состояний роторов методами конечных элементов (МКЭ) или вариационно-разностными методами (ВРМ). Следует, однако, заметить, что использование для расчетов ВРМ и МКЭ позволяет определять напряженно-деформированное состояние в основном для осесимметричных конструкций непрерывной формы. Поэтому для зон разгрузочных окон, мест под соплодержатели, а также мест соединения деталей ротора необходимо использовать дополнительные экспериментальные и расчетные исследования локальных напряженных состояний. [c.123] С целью получения исходных данных для определения циклической прочности и ресурса роторов был использован метод фотоупругости на моделях из оптически чувствительного материала с применением замораживания дефор,маций, дополненный разработкой оптических моделей специальной конструкции и способов моделирования напряженно-деформированного состояния полых роторов. [c.123] Задачи сложного взаимодействия деталей высокоскоростных роторов, оценки точности результатов и выбор оптимальных форм конструкций позволяет решить сочетание методов фотоупругости, тензометрирования и численного расчета с применением ЭВМ [б, 7]. Вместе с этим получение экспериментальных данных о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению роторных материалов позволяет выполнить уточненную оценку долговечности деталей роторов по стадии образования макротрещин. [c.123] Экспериментальные исследования напряжений в роторах сепараторов успешно дополняются и численными методами расчетов с применением ЭВМ. Сопоставляя полученные экспериментально на модели ротора сепаратора с ручной выгрузкой осадка величины напряжений с данными расчета методом конечных элементов переходной зоны цилиндрической части ротора его днища, можно установить их удовлетворительное соответствие (рис. 6.6), особенно для значительных по абсолютной величине напряжений. [c.125] Для обеспечения прочности его основной детали — силового винта и, в частности, узла сопряжения головки винта с крышкой ротора и резьбовой частью были проведены исследования напряжений и деформаций на моделях из оптически чувствительного материала методами фотоупругости и тензометрирования, а также вариационно-разностным методом с применением ЭВМ. [c.125] Сочетание методов тензометрирования и фотоупругости позволило провести исследование для нескольких вариантов нагружения винта на одной модели. Пересчет напряжений с модели на натуру производился без учета коэффициентов Пуассона ц , г для материалов модели и натуры, влияние которого незначительно. [c.125] На рис. 6.7 приведены данные о распределении напряжений в зоне сопряжения силового винта при воздействии осевой нагрузки. Изменение конструкции головки винта позволило в 2,2 раза снизить максимальные местные напряжения в точках А ж В зоны перехода (рис. 6.7, а ж б) ж теоретические коэффициенты концентраций напряжений от 4,3 до 1,7—2,0. [c.125] Коэффициент концентрации напряжений в верхнем наиболее нагруженном витке винта составил около 4—4,2. [c.125] Из уравнения (6.1) вытекает условие, позволяюш ее оценить влияние зазора на перемегцение подбором возможных масштабов силового подобия. Измерение деформаций производилось с использованием тензорезисторов с базой 1 мм и измерителя статических деформаций по методике [8]. [c.126] По результатам измерений были построены кривые 1 ж 2 (рис. 6. 7, б), показывающие зависимость номинальных напряжений н в сечении I—I от угла перекоса 0 опорных поверхностей соответственно крышки и головки винта. [c.127] Проведенное исследование напряжений показало, что узел сопряжения имеет высокую концентрацию напряжений и в связи с этим может рассматриваться как работающий в условиях жесткого циклического нагружения (с постоянными амплитудами деформаций). [c.129] Расчет напряжений и смещений в винте выполнен вариационно-разностным методом (ВРМ) в перемещениях на основе разностной схемы, изложенной в работе [9]. Выбор метода расчета был продиктован тем, что при одинаковых параметрах системы разрешающих конечно-разностных уравнений (число уравнений, ширина полосы ленточной матрицы) и одинаковом расположении узловых точек ВРМ может дать лучшую аппроксимацию уравнений теории упругости, чем метод конечных элементов (МКЭ). [c.129] Использованная расчетная сетка (рис. 6.8, а) имела около 800 внутренних узловых точек, а число уравнений в системе (аппроксимирующих дифференциальные уравнения равновесия) было равно 159. [c.129] Вернуться к основной статье