Деформация в лопатке

Резонанс, соответствующий первой изгибной форме колебаний системы лопаток рабочих колес промышленных установок (рис. 5.55) с частотой, примерно равной 64 Гц, возникал при рабочих условиях эксплуатации при частоте вращения, равной 640 об/мин, что приводило к преждевременному разрушению лопаток. Хотя никаких измерений деформаций в лопатках при первоначальном исследовании задачи не проводилось, предполагалось, что было бы полезным демпфировать вынужденные колебания лопаток, с тем чтобы повлиять на их динамическое поведение в окрестности частоты резонанса. [c.266]

Напряжение изгиба от центробежных сил достаточно жестких лопаток будем определять для недеформи-рованного состояния лопатки. Упругие деформации в лопатках предполагаются малыми, и изменением изгибающих моментов от действия центробежных сил в результате прогибов лопатки пренебрегаем. Такой расчет дает несколько завышенные напряжения, так как упругие деформации лопатки, как было сказано выше, разгружают ее. [c.47]

Рыхлитель. К основным дефектам рыхлителя относятся трещины и деформация в лопатках и вале, износ звездочек, цепей. Трещины заваривают, деформированные лопатки выправляют. [c.176]

Уточненный расчет лопаток с учетом пластических деформаций и ползучести. При существенно меняющихся напряжениях, тем более с изменением знака, расчет перераспределения напряжений в лопатках более точно может быть выполнен шаговым методом на основе теорий неизотермического пластического течения и нестационарной ползучести. Поскольку пластические деформации в лопатках обычно не меняют знака, их можно рассчитать по теории изотропного течения (см. гл. 4). На режимах длительной работы ползучесть можно рассчитывать по теории упрочнения, для учета нестационарных эффектов при изменениях режима следует использовать приемы расчета, изложенные в гл. 5. [c.315]

Из упругого расчета напряжений и деформаций в лопатке при разбивке на участки части профиля, прилежащей к входной [c.469]

В этих условиях деформационные и прочностные свойства материала покрытия малоизвестны, что практически исключает возможность расчета прочности покрытия на основе метода, который предполагает знание деформационных и прочностных свойств металла во всех точках системы покрытие - основной металл. Для решения этой задачи в методике [293] используется аппарат, требующий задания по возможности минимального количества параметров. В качестве такого аппарата принята структурная модель циклически стабильного материала [31]. Существенным ее преимуществом является наличие всего лишь двух определяющих функций реологической, определяющей физические свойства подэлементов, и функции неоднородности распределения характеристик между подэлементами. Эти функции находят по результатам изотермических испытаний стандартного типа на растяжение при различных значениях температуры. Исходными данными для назначения параметров модели являются изотермические диаграммы деформирования и кривые ползучести материала в стабильных циклах. В методике использована несколько измененная структурная модель материала для исследования кинетики деформирования многослойной системы покрытие - переходная зона - основной металл. В ней приняты следующие предположения признаком разрушения лопатки считается появление трещины в покрытии покрытие в силу своей малой толщины не влияет на поле напряжений и деформаций в лопатке и по всей толщине работает в условиях жесткого нагружения при тех деформациях, которые имеет лопатка в области нанесенного покрытия используется критерий разрушения [294] [c.476]

Для исследования деформаций в деталях, работающих при высоких температурах (лопатки турбин), а также для изучения термических напряжений используют хрупкие керамические покрытия, наносимые на поверхность детали горячим распылением. [c.159]

Рис. 219. Определение истинных деформаций в сечении пера лопатки с помощью координатных сеток

При моделировании работы таких конструкций, в частности лопаток газовых турбин, ввиду сложности механических и физикохимических процессов трудно использовать рекомендации теории подобия и теории размерностей, поскольку при этом приходится сталкиваться с противоречивыми требованиями. В предыдущей главе отмечалось, что в этом случае следует стремиться к тождественности тензоров напряжений и тензоров деформаций в сходственных зонах геометрически подобных тел. Наиболее надежные результаты можно было бы получить при соблюдении тождественности граничных условий теплообмена и механического нагружения на моделях, изготовленных из реального материала тех же размеров, что и натурная деталь, например лопатка. Другими словами, наиболее надежные данные о несущей способности и долговечности таких деталей, как лопатки газовых турбин, можно получить, если испытывать реальные лопатки в условиях, воспроизводящих реальные спектры силовых и тепловых нагрузок в подвижных средах, имеющих тождественные термодинамические параметры и одинаковый химический состав. Однако это не всегда осуществимо, поскольку для такого моделирования требуются капитальные затраты. [c.187]

Прямым результатом этого будет появление в стенках и в элементах фланцевого соединения горизонтального разъема, напряжений, дополнительных к тем, которые вызываются избыточным давлением пара в цилиндре. В этом случае напряжение в болтах и фланцах горизонтального разъема может достичь предела текучести, в результате чего появятся остаточные деформации и фланцы будут коробиться. Одновременно с этим, как только прекратится свободное расширение обода, после встречи его со стенками цилиндра, продолжающийся рост внутренней части диафрагмы вызовет сжатие лопаТок радиальными силами. Вследствие того, что продольная образующая лопатки не совпадает с радиусом, радиальные силы одновременно со сжатием вызывают изгиб лопаток. Наибольшие изгибающие моменты и напряжения в лопатках получаются в местах заливки в обод и тело диафрагмы. Так как наиболее слабым местом в заделках лопаток являются углы у выходных кромок лопаток со стороны спинки, где чугун ограничен поверхностями, образующими острый угол, то в этих местах могут появляться трещины и происходить выкрашивание чугуна. [c.45]

ОДНОГО значения времени (ху на рис. 190). Дальнейший расчет при т > Ту заключается лишь в определении деформаций в интересующих точках диска, например на периферии его или в месте соединения диска с валом (см. рис. 139). Это необходимо в первом случае для подсчета радиального зазора между рабочими лопатками и корпусом турбины, во втором — для определения посадки в соединении. [c.257]

Толкование качественной картины формирования спектра, приведенного на рис. 6.20, можно дать первоначально рассматривая спектр аналогичной системы, но обладающей прямой поворотной симметрией. Пусть ее лопатки, имея профили поперечного сечения с двумя взаимно ортогональными осями зеркальной симметрии и прямые радиальные оси, лежащие в срединной плоскости (являющейся плоскостью зеркальной симметрии всей системы), не закручены и ориентированы своими хордами в направлении оси поворотной симметрии рабочего колеса. На рис. 6.21 дана схема спектра такой системы. Здесь показаны частотные функции, относящиеся к двум типам колебаний. Типу А соответствуют колебания с окружным перемещением масс лопаток (их изгибине деформации в направлении минимальной жесткости сечений), типу Б — независимые от типа А колебания в направлении оси рабочего колеса. [c.103]

Ограничивают пуски не только температурные деформации ротора. При каждом пуске турбины ротор проходит запретные вибрационные зоны, опасные для лопаточного аппарата, особенно для лопаток последних РК. Накопление усталостных явлений в лопатках снижает их долговечность. Последние ступени ЦНД оказываются также в очень неблагоприятных аэродинамических условиях при малых объемных расходах пара, в частности, на холостом ходу (п. П1.7). Возникающие при этом переменные аэродинамические силы (при меняющейся, к тому же, частоте вращения) также служат источником накопления усталостных явлений. Кроме того, во время пускового периода интен- [c.53]

В лопатках, работающих при высоких температурах, кроме проверки напряжений, необходимо определить величину пластической деформации, т. е. рассчитать лопатку на ползучесть. [c.58]

Длинные естественно закрученные лопатки турбомашин подвержены воздействию центробежных и аэродинамических усилий, которые вызывают в лопатке деформации не только растяжения, но и изгиба и кру- [c.69]

После вычисления деформаций лопатки находят координаты точек оси по формулам (50). Причем форма оси обусловлена предварительно найденным погибом для недеформированного состояния лопатки и деформациями в соответствии с формулами (51). Теперь логично перейти к нахождению погибов, позволяющих разгрузить лопатку в рабочем состоянии. [c.76]

Анализ влияния изгибных деформаций лопатки на максимальный прогиб показал, что при коротких лопатках этими деформациями можно пренебречь. Следует заметить, что если рассмотрение диафрагмы как сплошного полукольца мало сказывается на величине максимального прогиба и максимальных напряжений в диафрагме, то, очевидно, такой метод не позволяет оценить влияние ползучести на характер распределения напряжений в лопатках, которые, как правило, являются самым напряженным элементом. [c.365]

В процессе разгрузки турбины и последующего еа останова происходит обратный процесс кромки остывают быстрее средней части. В пере лопатки возникают внутренние усилия — в средней части сжимающие, в кромках — растягивающие. Последние оцениваются по той же формуле (20.83). Таким образом, один цикл пуска-останова турбины вызывает в лопатке один цикл растяжения-сжатия. Подчеркнем, что возникающие в системе усилия (и напряжения) полностью определяются температурными деформациями. Другими словами, система функционирует в режиме заданных циклических деформаций в отличие от обычного для деталей машин режима заданных циклических усилий (напряжений). [c.372]

За предельное состояние прочности при проектировании обычно принимают такое значение напряжений в лопатках, при котором напряжения достигают предела текучести а . В действительности при достижении этого напряжения в наиболее опасном сечении возникает небольшая пластическая деформация, а фактический разрыв произойдет при напряжении равном пределу прочности а , который несколько больше. Разрушение изготовлен- [c.467]

Указанные особенности проявляются более контрастно для сопловой охлаждаемой лопатки, подвергающейся воздействию только тепловых нагрузок. Анализ [75] напряженно-деформированного состояния сопловой лопатки (рис. 1.13, б) в режиме термоциклического нагружения от 70 до 900° С, моделирующего условия эксплуатации, показал, что в момент выхода на стационарный режим материал лопатки подвергается действию значительных упругопластических деформаций (в 0,5%), достигающих при пиковых нагрузках (в начальный момент) 0,7% с наличием характерных зон (рис. 1.13, в) в кромках лопатки — деформации сжатия (точки А и С), а в центральной части сечения на вогнутой стороне профи- [c.26]

За первоначальный усредненный угол подъема ф такой оболочки принимают угол подъема средней линии лопатки (рис. 6.15). Деформации в несущих дисках [c.197]

Анализ полученных результатов показывает, что в замковых соединениях такого типа учет трения существенно влияет на контактное давление и приводит к перераспределению напряжений в конструкции. Возникновение усилий на опорной площадке, противодействующих взаимному смещению элементов замка, приводит к возрастанию изгибных деформаций хвостовика лопатки в меридиональной плоскости Как следствие увеличивается давление на контактные поверхности бурта диска, частично удерживающие хвостовик силами трения, что ведет к уменьшению нагрузки на опорную площадку замка. [c.186]

Это указывает на то, что в точках тип материал должен выйти за пределы упругости и получить некоторые остаточные деформации. В случае пластических материалов, способных получать до разрушения значительные удлинения, остаточные деформации в перенапряженных местах не представляют опасности, они повлекут за собой более равномерное распределение напряжений по сечению тп. Это свойство пластических материалов — выравнивать распределение напряжений в случае резких изменений в поперечных размерах брусков — особенно ценно, и при проектировании таких конструкций, как турбинные лопатки, нужно обращать особое внимание на то, чтобы применяемый /р материал был способен получать значительные деформации и чтобы его пластические свойства не исчезали при тех температурах, которые мы имеем в паровых турбинах. [c.239]

Особо надо иметь в виду возрастание с общей наработкой турбомашииы износа контактирующих поверхностен, а для газовых турбин и увеличение пластических деформаций в лопатках и дисках. И то, и другое приводит, при прочих равных условиях, к уменьшению натяга по стыкам и, соответственно, сил трения в них. Поэтому с увеличением наработки возможен дрейф динамических свойств рабочего колеса даже при неизменности режима работы турбомашины. Стабилизация динамических свойств рабочих колес с полочным бан-лажпрованием является одной из сложных инженерных задач современного турбомашиностроения. [c.111]

Упрощенный расчет лопаток с учетом пластических деформаций и ползучестн. Приближенная оценка напряжений с учетом пластических деформаций в лопатках может быть проведена по деформационной теории термопластичности (см. гл. 4). По этой теории можно рассчитать напряжения с учетом ползучести, используя гипотезу старения и изохронные кривые ползучести, приведенные для сплава ЖС6К на рнс. 1.3. [c.314]

Самолет после последнего ремонта и без последующего осмотра в эксплуатации лопаток наработал 1877 ч. Поэтому однозначно можно утверждать, что отказ двигателя в полете был связан с первоначальным повреждением одной из лопаток X ступени КВД из-за попадания в проточную часть двигателя постороннего предмета в процессе эксплуатации после последнего ремонта. Попадание постороннего предмета вызвало деформацию пера лопатки, изменение ее резонансных характеристик, а также изменение уровня вибронапряженности из-за нарушения обтекания газовым потоком ее профиля. Разрушения остальных шести лопаток были также связаны с изменением в резонансных характеристиках этих лопаток из-за нанесенных на них повреждений с той лишь разницей, что деформации перьев этих лопаток явились следствием ударов отделившейся части пера первоначально разрушившейся лопатки. [c.611]

Рассмотрим теперь второй режим термоциклирования температура газа повышена до 1200 С. Оценка температуры лопатки и размаха деформаций в ней дает следующие значения тах=И00°С Де=0,3 /( , Механические свойства сплава ЖС6К при =1100°С фо=20% =102000 МПа т=2,1 С=2524. Расчетное значение долговечности N=2050 циклов, [c.180]

Приведенные примеры расчета сопловых лопаток турбин (эти детали наиболее подвержены воздействию термощикличес-ких нагрузок) свидетельствуют о следующем. При значениях температуры цикла тах, которые существенно увеличивают пластичность материала (1050—1100°С), влияние амплитуды деформации на долговечность уменьшается — запас пластичности материала достаточно велик. При тах=Ю00°С, когда пластичность сплава ЖС6К резко уменьщается, роль термических напряжений существенно возрастает, что приводит к уменьшению долговечности. В лопатке всегда имеются зоны, нагретые до различных температур следовательно, сопротивление термической усталости различное в разных точках, и не всегда трещины термоусталости возникают в наиболее нагретых зонах. Часто они появляются в переходных областях (от горячих зон к холодным), что может быть связано с местным уменьщением деформационной опособности материала. В связи с этим расчет теплового и напряженного состояний лопаток для дальнейщей оценки их сопротивления термоусталости следует выполнять не для одного опасного сечения, а для нескольких сечений по высоте лопатки. [c.180]

Достигнутые результаты в области теории пространственно деформации первоначально искривленных стержне для малых и больших перемещени позволили осуществить более точный расчет напряжений в лопатках и лопастях, в пружинах простых и составных, а также обосновать более строгие методы строительной механики канатов. [c.40]

Случай малой силы сухого трения. Для получения зависимости прогибов ротора от оборотов необходимо прежде всего вычислить прогибы ротора под диском, считая его трехопорным, по формуле (VI. 5). Аналогичные вычисления необходимо сделать и для двухопорной схемы ротора. Прогибы в этом случае определяются по формуле (VI. 5), но коэффициенты а, Ь, с, d уже вычисляются по приведенным ниже соотношениям. Далее, необходимо вычислить величины прогибов в момент вступления в работу ограничителей деформации в опоре, что может быть либо при малой величине зазора, либо при большом дисбалансе, либо при неудачном выборе величины затяжки пружин. Следует заметить, что по эксплуатационным и конструктивным соображениям параметры опоры нужно подобрать так, чтобы при нормальных и повышенных дисбалансах ограничители не действовали их работу можно допустить только при аварийных величинах дисбаланса. На фиг. 87 представлен возможный вид решений при величине эксцентриситета е = 0,002 см, который обычно бывает при эксплуатации газовой турбины. Следует заметить, что эта величина эксцентриситета приблизительно в 10 раз больше величины, устанавливаемой на балансировочном станке. Возрастание дисбаланса объясняется тем, что газовая турбина работает в условиях высокой температуры ее диск часто находится в пластическом состоянии, наблюдается вытяжка лопаток, замков и пр. Более того, возможна и некоторая расцентровка деталей ротора. При возникновении дефектов у турбины обгара кончиков лопаток, обрыва их частей и т. д., эксцентриситеты могут быть более е = 0,01 см. Так, обрыв одной лопатки вызывает эксцентриситет е = 0,1 см. Такие величины дисбалансов будем называть аварийными. [c.180]

На фиг. 91 приведен в качестве примера график допускаемых напряжений для стали ЭИ69 при t = 600 С. Если напряжения в лопатке турбины составляют о- = 19 кГ/мм-, а допускаемая полная деформация jO/Q, то по длительной прочности ресурс работы ограничивается 350 час. Если ограничить полную деформацию при ползучести 0,50/ , то ресурс уменьшится до 150 час. [c.486]

Расчеты елочного хвостовика довольно сложны и к тому же предполагают, как правило, наличие лишь упругих деформаций зубьев. На aJMoм же деле (в особенности в лопатках высокотемпературных газовых турбин) большие напряжения, возникающие в первых зубьях, вызывают пластические деформации, которые способствуют перераспределению нагрузки и выравниванию неравномерности. [c.92]

Лопатки из сплава ХН51ВМТЮКФР испытывались на газодинамическом стенде при I = 900° С, Тц = 0,25 мин [17] при трех уровнях деформаций в передней кромке Ае = 0,42%, Де = 0,27%, Ае =0,13%. Данные для расчета по уравнению (4.7) были приняты следующими ф =12,5%, =1,65-10 МПа, гпа = [c.92]

В окружной плоскости лопатка сопло -ого апгуарята воспринимает окружную равномерно распределенную нагрузку расчетной схемой, приведенной на рис. 171, запишем выражения тля усилий и деформаций в крайних сечениях лопатки в осевой и окр уж-иой плоскостях [c.369]

В случае применения системы стоек (направляющие лопатки узкие) возможно резкое уменьшение напряжений в краевых стойках путем уменьшения шага стоек в секторе близ разъема диафрагмы. Следует иметь в виду, что при широких лопатках (стоек нет) способ уменьшения напряжения (в краевых лопатках) недопустим. Учитывая сказанное выше, при расчете напряжений в лопатках по методу Смита следует назначать повышенные коэффициенты запаса прочности, а при расчете по методу ЦКТИ и ХТГЗ следует помнить, что максимальные напряжения в крайних лопатках (у разъема) носят локальный характер и не определяют несущую способность диафрагмы в целом. Очевидно, что пластические деформации, которые могут иметь место в этой зоне, вызовут перераспределение напряжений. Последнее будет происходить особенно интенсивно при высокой температуре вследствие появления ползучести металла. [c.375]

Что касается вертикальных щелей между лопатками, то, хотя лопатки тщательно припиливаются между собой при сборке и монтаже, под действием давления воды при закрытом направляющем аппарате между лопатками может образоваться зазор, причем величина этого зазора зависит от предварительного натяга, произведенного сервомоторами. Натягом направляющего аппарата называют дополнительную величину перемещения поршня сервомотора на закрытие для устранения возможных зазоров за счет упругих деформаций в элементах механизма. Величина натяга обычно устанавливается в пределах 4—8 мм. [c.46]

Программу работы командоаииарата предварительно рассчитывают. Устройство 8 с помощью тяги 7 фиксирует цикл перемещений свободной верхней полки лопатки при циклическом температурном воздействии и тем самым обеспечивает необходимую информацию о деформации изгиба пера лопатки от неравномерного нагрева. Создавая определенную степень стеснения деформаций, в лоиатке наводятся требуемые термические напряжения и имитируются условия работы при наличии центробежных сил. [c.159]

Контроль качества печатных плат основан на использовании согласо-ванной пространственной фильтрации однако в данном случае схема СПФ используется как коррелятор Сущность метода контроля состоит в сравнении рисунка печатного монтажа до и после температурных воздействий. С этой целью на рисунок печатного монтажа платы в нормальных условиях изготавливают ГСФ и измеряют интенсивность корреляционного пятна на выходе согласованного фильтра. Затем плату последовательно нагревают и охлаждают до температур, оговариваемы.х в технических условиях, и при нормальной температуре опять устанавливают в схему согласованной фильтрации. Из-за неодинаковых температурных коэффициентов расшире- , ния печатных проводников и материала платы возникают остаточные деформации, которые изменяют положение печатных проводников на плате. В результате смещения проводников интенсивность корреляционного пятна изменяется в зависимости от смещения (деформации). Измеряя интенсивность корреляционного пятна до и после температурных воздействий, можно оценивать величину возникающих прн этом остаточных деформаций и контролировать качество печатных плат. Зависимость интенсивности корреляционного пятна от деформаций приведена иа рис. 8.2.2. Аналогичным образом можно обнаруживать начинающиеся усталостные разрушения в механических деталях (например, в лопатках турбин). [c.265]

С. Если напряжения в лопатке турбины составляют о- = 19 кГШм , а допускаемая полная деформация 1%, то по длительной прочности ресурс работы ограничивается 350 час. Если ограничить полную деформацию при ползучести 0,50/о, то ресурс уменьшится до 150 час. [c.486]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...