Расчет турбинных дисков

Следующим этапом явилась разработка метода расчета турбинного диска по предельному равновесию [29]. Этот метод позволяет довольно просто определить предельную скорость вращения диска как скорость, при которой его деформация (в условиях идеальной пластичности) станет неограниченно возрастать. Основная идея, в основе которой лежит представление о возможном механизме разрушения, иногда используется такл<е для оценки условий разрушения в прямом смысле. В этом случае в соответствующие формулы вместо предела текучести подставляют значение предела прочности, а сам метод называют методом средних напряжений [79, 131, 135, 216]. [c.137]

Метод предельного равновесия получил широкое распространение в практике расчетов турбинных дисков. Принятая в настоящее время методика расчета [6, 63] основывается на предположении о том, что разрушение диска происходит по диаметральному сечению. При этом, если исходить из представления об идеальном упруго-пластическом теле, к моменту разрушения пластическая зона должна распространиться на весь диск. Используя условие пластичности Треска—Сен-Венана (2.7) и предполагая, что окружные напряжения являются наибольшими, найдем, что в предельном состоянии по всему диаметральному сечению [c.138]

Применительно к расчету турбинных дисков особого внимания заслуживает ползучесть. Как отмечалось, влияние ползучести может быть сведено к сужению области приспособляемости. Замена в расчетных формулах предыдущего параграфа предела текучести некоторым условным пределом ползучести (соответствующим заданным температурам и длительностям нахождения диска под нагрузкой) позволили бы приближенно оценить это влияние. [c.158]

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ТУРБИННЫХ ДИСКОВ РАБОТАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА УСЛОВИЯ МНОГОКРАТНЫХ ПУСКОВ [c.160]

Расчеты турбинных дисков на приспособляемость должны опираться на данные исследований переходных режимов турбины, возможных по условиям эксплуатации, и температурных полей на этих режимах. Ниже приводятся результаты расчета 16 реальных турбинных дисков по изложенной методике, причем для четырех из них рассматривалось по два расчетных режима (табл. 2). Для первых 14 дисков характерно некоторое [c.160]

Р а д ц и г А. А., Расчет турбинного диска с учетом ползучести, Прочность элементов па ровых турбин", сб. ст.. Машгиз, 1951. [c.307]

Таким образом, вопрос о расчете турбинных дисков сводится к интегрированию дифференциального уравнения (4). [c.242]

В тех случаях, когда толщина оболочки значительна и намеченный выше способ решения потребовал бы разыскания дальнейших приближений, что сопряжено с большим количеством арифметических вычислений, можно для решения задачи воспользоваться вычислительной методой, применяемой при расчете турбинных дисков ). [c.309]

Расчет турбинных дисков по методу последовательных приближений 135 [c.119]

Расчет турбинных дисков по методу последовательных приближений. Расчет на ползучесть вращающегося диска переменной толщины с переменным температурным полем представляет собою одну из важнейших прикладных задач теории ползучести, которая не потеряла своего значения до настоящего времени. Один из вариантов метода последовательных приближений для этой задачи состоит в следующем. Из уравнения равновесия определяется радиальное напряжение а . как некоторый функционал от окружного напряжения [c.135]

Тру НИН Н. И. Расчет турбинного диска на ползучесть методом упругих решений. ЦНИИТМАШ, кн. 71, Вопросы металловедения и котлотурбинных материалов , Машгиз, 1955. [c.276]

Труни н И. И. Расчет турбинных дисков на ползучесть методом упругих решений. ЦНИИТМАШ, кн. 71. Вопросы металловедения котлотурбинных материалов , Машгиз, 1955, РЖМ, 1956, № 12, 8519. [c.261]

РАСЧЕТ ТУРБИННЫХ ДИСКОВ НА ОСЕВУЮ ВИБРАЦИЮ [c.474]

Расчет турбинных дисков на осевую вибрацию [c.475]

Расчет валов. По назначению различают валы передач (зубчатых, ременных, цепных и т. д.) и коренные валы машин, несущие, кроме деталей передач, рабочие органы машин-двигателей или рабочих машин. В качестве примера коренного вала можно указать вал турбины, на котором насажены турбинные диски. [c.375]

Однако вычисление напряжений и деформаций, возникающих в конструкции при заданных воздействиях, является только первым этапом расчета на прочность. За ним должна следовать оценка общей и местной прочности, основанная на существующих представлениях об условиях разрушения. На примере турбинного диска можно проследить, как эти представления изменялись с течением времени. [c.136]

Расчеты, выполненные для ряда турбинных дисков реально работающих конструкций, показывают, что во многих случаях действительной предельной скорости враш,ения соответствуют условия частичного разрушения. Этому способствует, в частности, снижение предела текучести к периферии диска в связи с повышением температуры. При чрезмерном сужении диска у обода фактический запас прочности может оказаться существенно ниже того значения, которое определяется по методике, не учитывающей возможности частичного разрушения. [c.142]

В соответствии с характеристиками турбины диск может иметь несколько переходных режимов, отличающихся между собой максимальными значениями параметров р, q, а также температурами to, определяющими его общий нагрев. Поэтому для расчета запасов прочности целесообразно строить серию диаграмм приспособляемости, отвечающих изменяющейся с некоторым интервалом температуре to. [c.158]

Инженера-расчетчика, несомненно, заинтересует вопрос, в каком соответствии находятся коэффициенты запасов прочности турбинного диска, определяемые по существующей методике [6, 63], с теми значениями запасов, которые могут быть найдены по формулам (5.53), (5.54), исходя из диаграммы приспособляемости. Примем для сопоставления, что при построении диаграммы приспособляемости в качестве механической характеристики использовался не предел текучести, а предел длительной прочности, т. е. та характеристика, которая является основной в существующей методике оценки прочности диска. Для соответствующего перестроения диаграммы приспособляемости достаточно произвести необходимую замену в выражениях (5.38), (5.45), (5.50) и вытекающих из них формулах. С учетом вводимых запасов прочности такую замену можно считать в какой-то степени соответствующей расчету на приспособляемость по условному пределу ползучести. [c.158]

Разделов с описанием конструкции и особенностей расчета деталей газовых турбин не было во втором издании, они написаны заново. Существенно расширено содержание некоторых глав. Так, в главе, посвященной специальным задачам расчета дисков, приведены основы расчета сварных и цельнокованых роторов, методика расчета упругих дисков распространена па расчет дисков с учетом пластических деформаций и деформаций ползучести, что целесообразно с методической точки зрения. [c.3]

Рассмотрим методику расчета нескольких наиболее типичных конструкций хвостовиков, а также прилегающей к хвостовикам части обода турбинного диска [20]. [c.85]

При наличии остаточных пластических деформаций возрастает значение цикличности нагружения диска. Эти вопросы для диска произвольного профиля рассмотрены в работе [67], где выведены условия, определяющие допустимые колебания нагрузки. Использование электронных вычислительных машин для расчета разнородных дисков описано в работе [68 ]. Отметим также работу [69], посвященную преимущественно экспериментальному исследованию разнородных турбинных дисков. [c.68]

Приведенные выше формулы могут быть применены и для приближенной оценки частот свободных колебаний турбинных дисков, если последние имеют конусность не более 3—4° (в расчетах следует брать среднюю толщину h p) и короткие лопатки. При наличии обода диск следует рассматривать заделанным по внешнему контуру. Влияние обода на частоту колебаний диска может быть существенным только в том случае, если парциальные частоты обода и диска близки, т. е. отличаются на 1—2%. Обычно эти элементы имеют различные по величине частоты, причем низшая частота обода, как правило, выше, чем низшая частота диска. [c.10]

При проектировании турбин сравнительно небольшой мощности применяют, как правило, диски осевые размеры которых сравнительно с радиальными невелики. Впредь условно будем называть такие диски тонкими . Расчет тонких дисков не вызывает серьезных расчетных трудностей, так как сводится к решению обыкновенного дифференциального уравнения. Основной предпосылкой для использования этого уравнения является то, что напряжения в данном случае принимают равномерно распределенными по толщине диска. С ростом мощностей турбин существенно увеличились размеры рабочих лопаток, особенно лопаток последних ступеней в цилиндре низкого давления. Нагрузки, передающиеся на диск этими лопатками, резко возросли, что потребовало существенного увеличения толщины как полотна, так и ступицы диска. [c.207]

Рассмотрим сравнительно простой метод расчета на ползучесть турбинного диска, предложенный Н. Н. Малининым [78], который обладает хорошей сходимостью и нашел широкое применение в практике турбостроительных заводов. [c.242]

Данная концепция получила определенное развитие в работе [23], где она применяется к расчету турбинного диска. Здесь принято, что на этапах нагрева сопротивление материала деформированию определяется диаграммой кратковременного деформирования, не изменяющейся от цикла к циклу. При стационарных режимах, когда уровни температур могут /быть выше, а градиенты ниже, чем на первом этапе, сопротивление деформированию определяется изохронной кривой ползучести [51, 61], соответствующей суммарному времени прошедших циклов (ее параметры —предел ползучести, предел длительной прочности — естественно, убывают с числом циклов). Последняя кривая аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью по заданному допуску на деформацию ползучести (как показано на рис. 4) аналогично тому, как это делается при замене реальной кривой кратковременного деформирования некоторой близкой диаграммой упругоидеальнопластического тела. Такой подход приближенно отражает наиболее существенную особенность характеристик кратковременного и.длительного деформирования переход от медленного увеличения необратимых деформаций к б ыстрому (т. е. от малых значений dzldo к большим) при превышении напряжениями некоторого характерного значения. [c.23]

Кабалевский M. Г. О применимости деформационной теории к расчету турбинных дисков при сложном режиме нагружения.— В сб. Тепловые напряжения элементов конструкций. — Киев Наукова думка, 1967, вып. 7, с. 49. [c.194]

Путем сопоставления рабочего цикла, определяемого координатами рабочей точки (Р. Т), с некоторым предельным циклом могут быть определены запасы прочности турбинного диска по отношению к двум опасным состояниям (знакопеременное течение, приводящее к термоусталости, и прогрессирующее нарастание деформации, результатом которого может быть нарушение работоспособности конструкции или разрушение статического типа). Аналогия между диаграммой приспособляемости (рис. 71) и известной диаграммой предельных амплитуд напряжений (эта аналогия будет наиболее полной, если линию, определяющую условия знакопеременного течения, построить для температурных циклов при со = onst) позволяет использовать некоторые соображения и методы, принятые в расчетах на выносливость [120, 151, 158]. [c.157]

В настоящее время импульсные ультразвуковые эходефектоскопы иммерсионного типа получили широкое применение главным образом в авиационной промышленности США и Англии. Известны, например, установка Сперри для автоматического контроля турбинных дисков, а также установка Келвин и Юз , особенностью которых является оригинальная система программного сканирования, при котором искательная головка автоматически поворачивается с таким расчетом, чтобы ультразвуковой луч встречал дефект под углом, близким к прямому. [c.348]

Рост мощности турбоагрегатов привел к увеличению диаметра дисков. Чтобы уменьшить напряжения у ступицы диска и облегчить валы турбин, стремились делать диски по возможности более легкими. Их толщина определялась только статической прочностью материала. В больших по диаметру и относительно тонких дисках при определенных условиях, рассмотренных ниже, могут возникнуть значительные изгибные колебания, которые приводят к появлению в диске усталостных трещин и затем к его полному разрушению, сносу части облопатывания при задевании за выступы диафрагмы и др. Большое количество аварий, приводивших часто даже к разрушению всей установки, вызвали необходимость в проведении научно-исследовательских работ по изучению колебаний турбинных дисков, в результате которых были разработаны методы расчета дисков на вибрацию, обеспечивающие их надлежащую прочность. [c.5]

Таким образом, расчет диска на вибрацию (определение п р) сводится к определению частоты свободных изгибных колебаний вращающегося диска при п узловых диаметрах. Причем практическое значение, как показывает опыт, имеют колебания, происходящие без узловых окружностей и при двух, трех, иногда четырех узловых диаметрах. Методы определения частоты свободных колебаний облопаченных турбинных дисков переменной толщины рассмотрены в 3. [c.13]

Новые разделы даны в главе о дисках и роторах. В частности, в связи с возникающей для мощных турбин необходимостью применения дисков значительной толщины, для которых нельзя считать напряжения равномерно распределенными по толщине, дается методика расчета толстых дисков, основанная на решении пространственной задачи теории упругости. Хотя расчет дисков, работающих в условиях ползучести, по приведенной в первом издании методике д-ра техн. наук А. Г. Ко-стюка по.пностью себя оправдал, в новом издании дается методика д-ра техн. наук Н. Н. Малинина, которая несколько проще и, главное, нашла более широкое использование на заводах и в институтах. [c.4]

У эксцентрично расположенных отверстий на дисках компрессоров и турбин ЭККН составляет 1—3 и меняется в зависимости от отношения 0 /0т (рис. 3.9), где и 0т — напряжения в диске соответственно в радиальном и в окружном направлениях. Значения и 0 берутся в точке А из расчета сплошного диска. [c.124]

Пример 4.2. На рис. 4.4, а показано меридиональное сечение диска газовой турбины. Диск изготовлен из сплава ХН77ТЮР-ВД и работает на трех режимах (табл. 4.1). Распределение температуры по радиусу диска на режиме I приведено на рис. 4.4, г, а суммарные напряжения от действия центробежных сил и нагрева на режиме I на рис. 4.4, б. Напряжения максимальны на внутреннем радиусе диска по результатам упругопластического расчета = = 61,47 кгс/мм на радиусе г= 7,65 см запас по напряжениям с учетом длительности данного режима в этой точке kg = 1,518. Распределение Лд min в зависимости от радиуса показано на рис. 4.4, в. На режимах II и III максимальные напряжения возникают в месте расточки запасы kg на радиусе 7,65 см приведены в табл. 4.1. Эквивалентный коэффициент запаса по напряжениям рассчитан по (4.22), причем в качестве эквивалентного принят режим I. Кривые длительной прочности сплава ХН77ТЮР-ВД приведены на рис. 4.5. По долговечности и напряжениям на режиме II диск достаточно нагружен и этот режим влияет на суммарное повреждение эквивалентное время на режиме II составляет примерно 30% времени на режиме I. [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...