Диск Программа нагружения

Рис. 9.24. Схема (а) испытательного стенда и 6) блок программы нагружения с разной Ауам-плитудой перемещения одного из дисков I ступени КВД двигателя Д-30 1 — испытываемый диск 2 — промежуточное кольцо 3 — станина 4 — гидравлическое нагружающее устройство 5,6— крепежные элементы 7 — датчик АЭ-контроля

Если программа нагружения предусматривает, что диск вращается с постоянной скоростью, область приспособляемости будет ограничена линиями 2,3 [c.149]

Как отмечалось выше, при общей постановке задачи теории приспособляемости, когда программа нагружения не оговаривается, достаточно рассмотреть некоторые наиболее неблагоприятные последовательности нагружения. Так, при определении условия знакопеременного течения в соответствии с неравенством (3.10) для точек центральной части диска это будут сочетания разгона и нагрева (или останова и выравнивания температуры), т. е. все пути, соединяющие точки а я с (рис. 70). Для точек, расположенных на периферии диска, наибольшее изменение окружных напряжений отвечает направлению нагружения bd. [c.152]

На рис, 46 представлена схема многоканальной системы управления нагружением. Наличие отдельных следящих систем по каждому каналу обеспечивает возможность независимого управления десятками каналов с помощью мини-ЭВМ при удовлетворении требований к точности и скорости нагружения. ЭВМ с помощью программных и аппаратных средств выполняет не только функцию формирования программ нагружения, но и функцию контроля фактического выполнения этих программ. Для хранения большого числа программ и архива испытаний управляющая ЭВМ должна обладать внешней памятью на магнитных дисках 9 (или на магнитном барабане). Структура системы универсальна она позволяет воспроизводить нагрузки, максимально приближенные к эксплуатационным, проводить в любой заданной последовательности усталостные и статические испытания. [c.55]

Эффективность предложенного алгоритма проверена при решении большого числа задач неизотермического нагружения. В качестве примера рассмотрим результаты расчета диска турбины, программа нагружения которого представлена на рис. 4.6.4. Кривые деформирования материала диска приведены на рис. 4.6.5. В плас- [c.259]

Рассмотрим кинетику напряжений и деформаций в этом диске, определенных при учете деформаций ползучести при той же программе нагружения. На рис. 3.21, <3 показано развитие пластической деформации в диске. Из сравнения с предыдущими результатами следует, что ползучесть заметно влияет на накопление пластической деформации. По всему полотну диска пластическая деформация меньше, чем деформация, определенная без учета ползучести, и к четвертому циклу ее накопление прекращается. В области шейки происходит более интенсивное накопление пластической деформации, вызванное перераспределением напряжений по полотну диска из-за ползучести, [c.110]

Для определения предельной частоты вращения диска может быть использована теория пластического течения. Расчет выполняют в соответствии с алгоритмом, описанным в 9 гл. 3. Шаговый расчет диска проводят по программе нагружения, характеризующейся непрерывным увеличением частоты вращения диска. Распределение температуры по диску принимают соответствующим режиму максимальной температуры, а темп повышения ча- [c.130]

Рис. 3.12. Программа нагружения диска постоянной толщины (к примеру 2)

На графиках видно, что даже при выбранной программе нагружения, предусматривающей пропорциональный рост нагрузки и температуры в области пластического деформирования, имеем дело не с простым нагружением в диске. Отличие напряженного состояния в диске от простого [c.393]

В условиях неопределенности программ нагружения и необходимости раздельной оценки влияния разных компонентов нагрузки на прочность диска возможную программу изменения нагрузки удобно задавать для точек с полярными координатами г, <Р через программу изменения окружных <г (г,у,т) и радиальных [c.498]

Как отмечено выше, начальный назначенный ресурс дисков, подтверждается их ЭЦИ. В зависимости от назначения ЭЦИ последовательность циклов в блоке нагружения может быть сформирована по различным программам приведения или соответствия испытательных и эксплуатационных циклов, в том числе как на рис. 1.6. Для сокращения сроков проведения ЭЦИ по определению дол- [c.43]

Таким образом, основное положение подхода к расчетно-экспериментальному определению ресурса дисков ГТД заключено фактически в представлении реакций материала на разные формы цикла нагружения идентичными, что позволяет считать влияние на поведение материала эффекта взаимодействия нагрузок и выдержек при постоянной нагрузке несущественным. Это, в свою очередь, позволяет при составлении программ ЭЦИ дисков представлять типовые ПЦН дисков в виде циклов простой формы, в которых отсутствует большинство этапов смены режимов работы двигателя, и этапы работы двигателя на длительно используемых режимах. В результате этого при определении долговечности, например, титановых дисков компрессоров, по аналогии с определением [c.43]

Для испытаний каждый диск в составе с промежуточным кольцом устанавливали на опорной плите (рис. 9.24). Нагрузку с помощью гидравлического устройства прикладывали к ступичной части диска. Испытания вели по двум программам. Одна из них предусматривала нагружение диска (условно № 1) с постоянной амплитудой перемещений по треугольной форме цикла с частотой 0,8 Гц и асимметрией 0,07. В этом случае была реализована постоянная деформация (в осевом перемещении) диска в ступичной его части. Другая программа предусматривала нагружение диска (условно № 2) чередующимися циклами треугольной и трапецеидальной формы. При обоих видах нагружения реализовывался прогиб полотна диска в 2,8 мм, и при трапецеидальной форме цикла время выдержки диска при таком прогибе его полотна составило 20 с. Частота приложения к диску циклов треугольной формы составляла 0,8 Гц. В соответствии с программой испытаний через каждые 500 циклов производили смену одного вида нагружения другим. [c.491]

Как было подчеркнуто в главе 1, программы стендовых испытаний формируют в соответствии с определенной систематизацией циклов нагружения, отвечающих реальному профилю полета самолета. В рассматриваемом случае программа подразумевала нагружение диска одним импульсом нагрузки с небольшой выдержкой при максимальных оборотах двигателя. [c.499]

Программа дробного нагружения осуществляется с помощью быстрого торможения и пуска диска, длительность паузы задается специальным электронным устройством. [c.47]

Программа изменения скорости вращения и температурного перепада (А/ = 4 — 4) схематично показана на рис. 77. Соответственно, расчет дисков на приспособляемость должен основываться не на произвольной, а на заданной (программной) поел ед она тел ьн ости нагружения. [c.164]

Расчет на растяжение. В гл. 2 уже перечислялись случаи, когда нет необходимости проводить сложный расчет дисков на совместное действие изгиба и растяжения и достаточно расчета только на растяжение [31, 61 ]. В связи с этим рассмотрим расчет дисков на растяжение с учетом истории нагружения, который существенно проще реализовать в виде программы. [c.98]

По окончании расчета в запоминающем устройстве ЭВМ фиксируются величины, характеризующие напряженно-деформированное состояние точки в конце п-го этапа нагружения, и начинается расчет следующего (п 1)-го этапа. В программе должна быть предусмотрена передача управления на ввод исходных данных для расчета нового этапа и повторение счета. По окончании расчета полного цикла нагружения диска предусматривается выдача на печать результатов расчета (напряжений, полных деформаций, накопленной пластической деформации, перемещений). При расчете следующего цикла нагружения делают отметку в исходной информации о необходимости повторения циклов расчета и количества повторений. [c.103]

Программа расчета, основанная на теории течения, позволяет исследовать кинетику напряженно-деформированного состояния диска в процессе его работы, что является важным для последующей оценки его долговечности [31]. Такая программа является по существу математической моделью диска, позволяющей проследить изменения напряжений и деформаций в процессе нагружения [c.105]

На рис. 3.11—3.18 приведены результаты расчета 150 циклов нагружения диска по данной программе. На рис. 3.11 показано распределение напряжений в диске на режиме 4 (максимальный [c.105]

Иногда используют и другие значения коэффициентов X, полученные экспериментально [102]. При отсутствии надежного эксперимента принимают Я = 1/2. Так как в процессе длительного нагружения при повышенных температурах материалы склонны к уменьшению пластичности, то критерий (4.7) мало пригоден. Определение запасов прочности по напряжениям включено в программу расчета дисков на растяжение, которая приведена в приложении У, и на растяжение с изгибом (приложение 2). [c.117]

Условия нагружения реальных элементов машин и аппаратов весьма разнообразны и часто характеризуются сложными программами, включающими несколько этапов. Такое нагружение будем называть нестационарным. Отдельные этапы нестационарного нагружения могут повторяться (повторно-пере-менное нагружение). Сложный цикл нагружения может включать быстрые изменения напряжений и длительные выдержки реверсы, характеризующиеся сменой знака скорости деформации этапы непропорционального нагружения, изменения температуры. Характерным примером нестационарных условий нагружения является полетный цикл авиационного газотурбинного двигателя. Нагрузки, действующие на его детали, и температурные поля изменяются в соответствии с режимами работы двигателя на разных этапах полета (взлет, набор высоты, движение по прямой, снижение, посадка). Среди этих режимов есть длительные, при которых условия работы деталей близки к стационарным, и переходные, когда эти условия (нагрузка, температура) меняются быстро. В качестве примера на рис. А. 1.1 схематически показано изменение параметров нагружения диска турбины от запуска до останова (п — скорость вращения). [c.16]

Некоторое распространение получили стендовые испытания на долговечность целых узлов ПТМ. Механизмы ПТМ, их редукторы испытываются на стендах с прямым и замкнутым потоком мощности. В первом случае на стенде выстраивается цепочка из последовательно соединенных звеньев привод—испытываемый узел — узел нагружения. Последний часто выполняется в виде тормозного устройства (тормоза, тормозной двигатель), момент которого меняется во времени в результате этого создаются блоки нагружения, имитирующие эксплуатационные нагрузки на испытываемый механизм. В некоторых стендах узел нагружения представляет собой инерционные диски. Преимущество стендов с прямым потоком мощности заключается в возможности испытаний механизмов различной конструкции, в простоте управления и конструкции. Недостатки — значительные затраты энергии и необходимость отвода теплоты при испытаниях. Стенды с замкнутым потоком мощности состоят обычно из двух одинаковых одновременно испытываемых узлов, которые вместе с редукторами стенда и нагрузочным устройством образуют замкнутый контур. Нагружение осуществляется предварительным закручиванием валов испытываемых узлов на определенный угол. Вращение испытываемых узлов производится с помощью приводных устройств, расположенных вне контура. Его мощность расходуется только на преодоление сопротивлений в механизмах самого стенда. Существуют конструкции, в которых угол закручивания валов может меняться на ходу по специальной программе [10]. В этом случае осуществляется имитация эксплуатационных процессов нагружения. Преимущество стендов этого типа заключается в малом расходе мощности. Недостатки — сложность конструкции и высокая стоимость изготовления. [c.160]

Общие подходы к использованию упрощенных или более совершенных теорий термопрочности изложены в гл. 4 и 5. При расчете дисков учет истории нагружения довольно сложен из-за необходимости получения исчерпывающей информации по нагрузкам на диск за весь период эксплуатации и, особенно, определения механических свойств материала диска в условиях, подобных рабочим. При этом требуется большая машинная память, что вызывает затруднения при реализации программы на малых и средних ЭВМ. Поэтому такие расчеты проводят для дисков турбин в ответственных случаях или при специальных исследованиях. [c.354]

Рис. 3.5. Блок-схема программы расчета дисков на растяжение с учетом истории нагружения

Использование теории приспособляемости для расчетов прочности дисков ГТУ, имеющих концентраторы напряжений, целесообразно проводить независимо от программы циклического нагружения. [c.497]

ЭВМ № 1 2 — ЭВМ № 2 3 — программа нагружения 4 — генерация сигналов 5 — проверка рассогласования и защита 6 — обработка данных и запоминание 7 — связь ЭВМ — ЭВМ 8 — печатающее устройство 9 — магнитные диски 10 — пульт оператора (терминал) 11 — сравнение управляющих сигналов ЭВМ № 1 и ЭВМ № 2 12 — аналого-цифровые преобразователи 13 — цифроаналоговые преобразователи 14 — фильтры низкой частоты 15 — мультиплексоры 16 — аналоговые выходы (до 100 каналов) П — аналоговые входы (до 200 каналоь) 18 — позиционные сигналы [c.60]

Рассмотрим расчет упругопластического состояния диска турбомашины авиационного ГТД (рис. 4.6.11). Материал диска - жаропрочный никелевый сплав, диаграмма деформирования которого для различных температур показана на рис. 4.6.12. При выходе на максимальную частоту вращения в диске возникает неравномерное температурное состояние. Программа нагружения диска представлена на рис. 4.6.13. Уровень температур в диске и его напряженное состояние таковы, что можно пренебре п> деформациями ползучести и провести расчет его упругопластического состояния при максимальной частоте вращения и максимальном градиен- [c.262]

В качестве примера приведем результаты расчета кинетики деформирования диска из сплава ХН70ВМЮТ, близкого к коническому (рис. 10.1). Программа нагружения в цикле состоит из двух этапов этапа, имитирующего быстрое изменение параметров нагружения о) (О, Т R, t) (пуск-останов турбины), и следующего за ним этапа стационарного нагружения. Изменения температурного перепада ЛТ, максимальной температуры и частоты вращения п диска рис. 10.2. Характеристики материала [c.236]

Пример 3.5. Рассмотрим результаты расчета диска газовой турбины, диаметральное сечение которого показано на рис. 3.19. Материал диска — сплав ХН77ТЮР. Программа нагружения диска показана на рис. 3.20. Напряженное состояние в диске в конце этапа с максимальной частотой вращения [c.108]

В книге с одной стороны, на примерах широко используемых в ГТУ материалов, число которых с каждым годом увеличивается, рассматриваются закономерности их механического поведения при различных программах нагружения, влияние на них технологических особенностей изготовления заготовок, а также принципиальные аспекты влияния их стрзгктуры на прочность и эксплуатационную надежность, которые по мнению автора необходимы для оценки прочности деталей и их остаточного ресурса. С другой ст ны, освещаются те вопросы прочности, знание которых необходимо для правильной постановки металловедческих исследований при этом в ряде случаев акцентируется внимание на тех проблемах, которые стали изучаться лишь в последние годы. Особое внимание уделено идеологии новых методов расчета прочности лопаток, дисков и ряда статорных деталей турбомашин, работающих в нестационарных условиях, в том числе в контакте с коррозионноактивной средой. [c.6]

Рис. 9.7. Зависимость шага усталостных бороздок 8, отнесенного к одному циклу нагружения, от коэффициента интенсивности напряжения в титановых дисках, испытанных но программам ПЦН1 (о), ПЦН2 (Д) и ПЦНЗ (х), а тацже по треугольной форме цикла с частотами (<0/)i = 1,0 Гц, (оо/)2 = 0,2 Гц и с выдержкой диска под нагрузкой Ti = 30 с, Тг = 20 с 16 - 2061

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Механические испытания в указанных направлениях были осуществлены с широким использованием средств измерения местных упругих и упругопластических деформаций (малобазной тензометрии, муара, сетки, оптически активных покрытий, голографии, интерферометрии) автоматизированных установок с управлением от ЭВМ и от программных регуляторов, имеющих электрогидравлический, электромеханический и электродинамический приводы систем измерения процессов повреждения и развития трещин (оптической микроскопии, метода электропотенциалов и электросопротивлений, датчиков последовательного разрыва, датчиков накопления повреждений, акустической эмиссии, анализа жесткости объекта нагружения) комбинированных (расчетно-эксперименталь-ных) методов и средств изучения напряженно-деформированных состояний и прочности для обоснования программ испытаний и анализа их результатов систем для проведения стендовых испытаний моделей и реальных конструкций, включающих указанные выше средства измерения и регистрации деформаций, накопленных повреждений и длин трещин (сосудов давления, трубопроводов, дисков и лопаток турбин, валов, элементов энергетических и транспортных установок, сварных конструкций). [c.19]

Как и для агрегатов теплоэнергетики, при определенных сочетаниях режимов термоциклического нагружения, действия статических нагрузок и конструктивных параметров детали в элементах турбомашин может проявиться эффект формоизменения конструкции в целом [10] или отдельных зон [70], выражающийся в накоплении односторонних [12] деформаций [9, 44]. Этот эффект особенно характерен в условиях значительных градиентов по сечению детали и высоких температур термического цикла. Такой случай реализован при испытании дисков (диаметр диска 450 мм, диаметр ступицы 70 мм) турбомашин по специальной программе (рис. 1.15, а) с имитацией центробежных сил [43]. В период выхода на стационарный режим в диске наводились высокие перепады температур (до 600° С). Опытные данн-ые (рис. 1.15, б) свидетельствуют о том, что процессы накопления за цикл односторонних деформаций (для режима при Ттах=750°С) быстро стабилизируются. Характер изменения пластических деформаций и деформаций ползучести по циклам один и тот же. Значения накопленных за цикл деформаций (пластической и ползучести) сопоставимы, а суммарная их величина оказывается значительной с точки зрения накопления квазиста-тических повреждений. Циклический характер процесса деформирования реализуется по всему объему диска (рис. 1.15, в). Примечательно, что пластические зоны деформирования появляются на ободе и в зоне расточки диска они занимают большие объемы и не меняются при циклическом деформировании, при этом пластические деформации могут составлять около 1% [44]. Следовательно, наиболее подвержены повреждениям крайние точки обода и ступица диска [22, 100]. [c.29]

Последовательность и особенности расчета на ЭВМ. На рис. 3.9 в качестве примера приведена структурная схема программы для численного расчета дисков на растяжение с учетом истории нагружения. Как уже указывалось при описании алгоритма расчета, счет ведется этапами. Цикл работы двигателя разбивается на ряд этапов по времени. В конце каждого расчетного этапа фиксируются частота вращения, температуры диска на ободе и в центре. Задается температурное поле (обычно в табличной форме) в коние каждого и-го расчетного этапа, а также растягивающие силы на внутреннем и наружном контурах. Ниже перечислен остальной исходный числовой материал, не меняющийся обычно в процессе расчета. [c.101]

Последовательностьи особенности расчета на ЭВМ. На рис. 3.5 приведена блок-схема программы численного расчета дисков на растяжение с учетом истории нагружения. Как [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...