Лопатки Возбуждение резонансных колебаний

Анализируемая лопатка имеет возбуждение резонансных колебаний, которые определяют ее наибольшую напряженность в полете по высокочастотной крутильной форме при работе двигателя в полете на режиме малого газа, когда происходит снижение самолета с эшелона. Поэтому лопатка входит в резонанс один раз за полет, что определяет продвижение трещины между двумя соседними усталостными линиями, а каждая усталостная линия отражает нагружение лопатки между двумя соседними резонансами. Следовательно, каждая усталостная линия должна быть поставлена в соответствие одному полету самолета (или ПЦН). Суммарно длительность роста трещины составляет около 30 полетов. Из условия в среднем 2-часового полета самолета период роста трещины в лопатке составляет не менее 60 ч. [c.600]

Пусть собственные частоты S лопаток на жестком диске станут несколько различаться. При сохранившейся независимости свободных колебаний каждой из них в окрестности прел ней резонансной частоты способны проявиться уже S различных резонансных частот, разместившихся на луче данной гармоники возбуждения и соответствующих резонансным колебаниям различных лопаток [точки пересечения луча гармоники с 5 функциями pk — Ph Q), где k — Q, 1, 2,. .., (S—1)], которые при одинаковых лопатках слива- [c.145]

Трещины по пазу замка. Характерными повреждениями лопаток турбины являются трещины по первому пазу елочного замка, а также трещины и разрушение проточной части. Первые происходят при возникновении на лопатках резонансных колебаний. Источником возбуждения их являются импульсы, возникающие при прохождении рабочих лопаток через аэродинамический след лопаток соплового аппарата. Неравномерность температуры газа перед сопловым аппаратом турбины способствует увеличению неравномерности сил газового потока, что также является источником возбуждения колебаний лопаток. [c.100]

Резонансная диаграмма дает необходимую информацию как в процессе проектирования, так и при экспериментальных испытаниях двигателей. В процессе проектирования с ее помощью прогнозируются резонансные частоты вращения рабочего колеса и своевременно предусматриваются мероприятия, как их избежать. В процессе эксперимента резонансная диаграмма способствует определению источника вибраций. Например, замерив частоту резонансных колебаний лопатки и определив кратность по отношению к частоте вращения, можно выявить возможные источники возбуждения и провести мероприятия для устранения резонанса. [c.275]

Частоты собственных колебаний выявляются по резонансным состояниям лопаток узловые линии достаточно четко фиксируются с помощью песка или иного порошка, посыпаемого на поверхность. Возбуждение, прилагаемое извне к контуру, имеет тот недостаток, что при этом неизбежно присоединяется некоторая масса, и на высоких частотах результаты отклоняются от истинных. Поэтому более надежным является способ возбуждения через заделку — в этом случае хвост лопатки защемляется в болванке с достаточно большой массой (в 100—200 раз превосходящей массу лопатки), жестко связанной с подвижной частью электродинамического вибратора (собственно вес болванки должен быть исключен путем упругого подвешивания). При действии вибратора лопасть будет совершать колебания, перемещения же самой болванки [c.424]

Сочетание статического и вибрационного режимов нагружения. В элементах газовых турбин, например в дисках, лопатках, корпусах, наряду с действием таких силовых температурных факторов, как статические напряжения, стационарные и нестационарные температурные напряжения, наблюдается периодическое возбуждение колебаний указанных деталей при резонансных режимах. На рис. 2.4.3 показано изменение суммарных напряжений от центробежных и газовых сил в лопатке I ступени турбины в течение одного этапа испытаний. В опасных точках газовых турбин чередуются различные комбинации статических а, термоциклических Отц, повторных механических напряжений бц, а также переменных апряжений высокой частоты от вибраций v Если имеет место статическое, а затем вибрационное нагружение, то в расчетах на прочность учитывают способность деталей накапливать повреждаемость от каждого вида нагружения, статического и вибрационного, независимо от наличия предшествующих нагружений другого типа. Условие усталостного разрушения при одновременном действии на деталь вибрационных и статических нагрузок определяют с учетом зависимостей прочности при асимметрии цикла (разд. 2.2). [c.74]

Лопатки бандажированиые — Типы бандажных связей 251, 252, 276 — Возбуждение резонансных колебаний 249, 250 --жесткие 274—276 [c.541]

На рис. 20.23 приведены интерферограммы перемещений лопатки осевого компрессора в процессе ее вибрации с определенной резонансной частотой. Вначале получают голограмму в статическом состоянии модели. Затем после возбуждения резонансных колебаний настраивают стообоскоп на частоту, кратную частоте колебаний, что обеспечивает импульсное освещение лазером вибрирующей модели в моменты прохождения ею амплитудных состояний. В этом состоянии проводят голографирование модели. Совмещение двух указанных голограмм дает приведенные интерференционные полосы, являющиеся изолиниями прогибов лопатки. [c.545]

Во всех экспериментах [55] по определению сдвигов фаз при резонансных колебаниях они всегда были положительными, т. е. проявлялась назад бегущая волна. Если у рабочих колес с полочным баидажировапием сдвиги фаз в довольно широком диапазоне частот возбуждения (вращения) довольно хорошо группируются у теоретических значений, определяемых номером соответствующей гармоники возбуждения, то у колес с консольными лопатками бегущая волна [c.203]

Многоцикловая усталость. Справедливость мнения, что турбины подвержены действию многоцикловой усталости, впервые была признана в начале 20-х гг. Многоцикловая усталость рабочих лопаток и деталей камеры сгорания неизменно сопряжена с резонансными колебаниями. Поэтому первая задача конструкторов — определение собственной частоты колебания различных деталей, в первую очередь рабочих лопаток и камеры сгорания. Вторая задача— определить возбудители колебаний, подавить их и затем рассчитать результирующие напряжения. Поскольку форма деталей камеры сгорания и рабочих лопаток сложна, расчет частоты колебаний не так-то прост. Чтобы рассчитать частоту и моду колебаний, а затем и величину локальных напряжений, приходящихся на единичный подавитель и единичный возбудитель колебаний в лопатках, применяют компьютерную программу, в основу которой положена теория сложного пучка или метод анализа конечных элементов. Помимо сведений, необходимых для расчета температуры, конструктору нужны сведения о плотности, модуле Юнга и коэффициенте Пуассона материала. В некоторых конструкциях колебания настолько серьезны, что требуется расчет специальных подавляющих устройств. В качестве таковых используют механические приспособления в виде различного вида упоров распирающих комельные части соседних лопаток, установленных на диске данной ступени. Эффективность подобных устройств оценивают посредством испытаний. В паровых турбинах возбуждение колебаний на каждом обороте ротора может быть очень значительным при впуске пара не по всей окружности турбины. В крупных па- [c.73]

Описанный с(юсоб подвода коррозионной среды к испытуемой лопатке обеспечивает интенсивную аэрацию раствора. Именно в таком Виде происходит контакт лопаток компрессоров судовых ГТД с морской водой. Это тем более важно еще и потому, что, как было показано в работе 141]. наличие в 3 %-ном растворе Na I растворенного кислорода может приводить к существенному снижению коррозионной выносливости стали. Кроме того, мелкое распыление коррозионной среды незначительно демпфирует резонансные колебания лопаток и образцов, что не создает дополнительных трудностей при возбуждении этих коле- баний. [c.90]

Разработана [154] электродинамическая установка длк испытания на усталость лопаток турбин и компрессоров в условиях высоких температур. Частота нагружения от 200 до 3000 Гц, температура испытания до 1200°С. Испытания на усталость замковых соединений лопаток турбин и компрессоров проводят при совместном действии статического растяжения и переменного изгиба на машине резонансного типа [50]. Установка УЛ-(1 предназначена для исследования усталостной прочности лопаток и образцов в резонансном режиме [3]. Разновидностью электромагнитной установки для испытания лопаток является выпускаемая в ЧССР машина Турбо . Лопатки турбомашин испытывают на резонансных частотах Возбуждение колебаний лопаток может осуществляться пульсирующей воздушной струей [50]. Создана многообразцовая электромагнитная машина для испытания на усталость лопаток при одновременном статическом растяжении в условиях высоких температур и специальных сред, а также установка для испытания на усталость диска турбины с укрепленными на нем лопатками с электродинамическим возбудителем колебаний. Имеются установки для испытания лопаток и образцов при растяжении и изгибных колебаниях, а также на термическую уста-лость . [c.226]

Выявление возможных опасных режимов работы турбомашины удобно производить с помощью построения резонансных диаграмм. На рис. 8.3 показана резонансная диаграмма для колебаний консольных рабочих лопаток компрессора, установленных на абсолютно жестком вращающемся диске (сплошные линии соответствуют собственным частотам лопаток, жестко закрепленных в диске штриховые — шарнирному креплению). Резонансные режимы, соответствующие пересеечниям функций p—p(Q), описывающих изменение собственных частот в зависимости от частоты вращения, с лучами (Оти==/ в 2, определяющими изменение частот возбуждения, отмечены кружками. Здесь каждая из собственных частот должна трактоваться как имеющая кратность, равную S, где S — порядок симметрии системы, совпадающей с числом одинаковых лопаток, установленных на диске. Поскольку в силу абсолютной жесткости диска каждая лопатка способна колебаться с данной собственной частотой независимо от других S степеней свободы), то точка пересечения линии собственной частоты с лучом любой гармоники соответствует 5 резонансам S лопаток. Соотношение фаз колебаний во времени различных лопаток определяется возбуждением. Относительный сдвиг фаз вынужденных колебаний двух соседних лопаток А-у= (2я/5)тв. [c.145]

На рис. 9.5 представлены графики теоретических распределений максимальных резонансных напряжений но лопаткам для неско.чьких сочетаний расстроек, и демпфирования при возбуждении колебаний рабочего колеса с 39 лопатками различными гармониками. Видно, что при произвольном выборе для наблюдения шести-семи лопаток, как это обычно делается при тензометрироваь ии лопаточных ве тцоЕ, выявить закономерность в формировании разброса резонансных напряжений трудно даже в таком простом случае, когда возможность искажения фор.м колебаний во внимание не принята. [c.179]

На рис. 9.12 приведены экспериментальные результаты, полученные при тензометрировании большинства рабочих лопаток второй ступени другого компрессора. Производили измерения резонансных напряжений на лопатках при возбуждении колебаний 4 и 6 гармониками. И в этом случае число главных максимумов и провалов напряжений примерно отвечает теоретическим соображениям 8 и 12). Однако для случая возбуждения шестой гармоникой (т = 6) картина Беоколько нарушается распределением напря- [c.184]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...