Распределение напряжений по сечению лопатки

Отсюда формула распределения напряжений по сечению лопатки принимает вид [c.251]

С их помощью можно рассчитать распределение напряжений по сечению лопатки с учетом переменной температуры и ползучести материала. [c.251]

Приведенные выше методы расчета прочности лопаток позволяют определить распределение напряжений по сечению лопатки и по ее длине с учетом распределения температур для любого режима работы двигателя. Расчеты с учетом пластических деформаций и ползучести дают значения остаточных деформаций во всех точках лопатки по истечении определенного времени работы на режиме. Эти данные являются исходными для оценки малоцикловой термоусталости лопатки турбины и определения ее наиболее опасной зоны. [c.259]

Распределение напряжений по сечению лопатки [c.307]

Для испытания на растяжение используют образцы п виде полосок толщиной к. Крепление накладок на концах полосок придает образцу форму лопатки по толщине в отличие от общепринятой формы в виде лопатки по ширине. Последняя для испытания образцов из высокомодульных материалов неприемлема вследствие существенной неравномерности распределения напряжений по сечениям в местах приложения нагрузки. [c.27]

Таким образом, не только режимы термического и механического нагружения, но и процесс упругопластического деформирования в опасных точках имеет нестационарный характер. Особенностью термомеханического напряженного состояния кромки лопатки является неоднородность распределения температур и напряжений наиболее неблагоприятное сочетание напряжений и температур (но не экстремальных) имеет место в полуцикле нагрева, когда в кромке действуют сжимающие напряжения. В целом для лопатки возможно сочетание как сжимающих, так и растягивающих напряжений в полуцикле высокотемпературного нагрева. Пластическое деформирование кромок приводит к возникновению поля остаточных напряжений при однородном тепловом состоянии и к изменению распределения напряжений по сечению в последующих циклах. При этом в формировании предельных состояний существенной оказывается роль процессов ползучести и релаксации [20, 29, 64, 68], протекающих наиболее интенсивно на этапе стационарного режима (период выдержки) и при наличии определенного уровня статических напряжений. [c.27]

Распределение напряжений по длине лопатки постоянного сечения показано на рис. 2. [c.266]

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]

Перед проведением испытаний на усталость необходимо установить распределение напряжений по длине лопатки при колебаниях в характерных точках профиля. Измерение деформаций должно проводиться по 5—6 лопаткам тензодатчиками, наклеиваемыми вдоль входной и выходной кромок со стороны корыта и вдоль спинки в местах наибольших толщин профиля. Схема расположения тензодатчиков приведена на рис. 4. При испытании лопаток малых размеров (менее 30 мм) можно допустить использование моделей. Места наибольших напряжений на спинке лопаток, имеющих длину более 250 мм, в различных поперечных сечениях должны быть определены специальным исследованием распределения напряжений. Полученные значения относительных напряжений по шести лопаткам осредняют и по средним значениям строят кривые распределения напряжений. [c.248]

В лопатках газовых турбин действуют большие термические напряжения. Эти напряжения возникают вследствие неравномерности распределения температур по сечению лопатки. Особенно большие температурные напряжения возникают в охлаждаемых лопатках, у которых градиенты температур по контуру пера могут достигать больших величин. [c.235]

Распределение температур по сечению лопатки и связанные с ним значения модулей упругости и степеней ползучести материала являются нелинейными зависимостями от координат точек и т). Поэтому раздельный расчет напряжений от действия инер- [c.251]

На рис. 11.16 приводится распределение напряжений по высоте лопатки с постоянной площадью сечения, откуда видно, что максимальное напряжение такой лопатке имеет место в корневом сечении. [c.282]

Распределение напряжений по сечению неравномерно нагретой лопатки. Как указывалось в разделе 1, рабочие лопатки турбин рассчитывают на растяжение и изгиб в двух плоскостях. На основании гипотезы плоских сечений полная продольная деформация произвольной точки сечения [c.307]

Значительные трудности возникают при монтаже устройств электростатических газоочисток. Одну доменную печь обычно обслуживают три фильтра. Схема фильтра изображена на фиг. 195. Грязный газ поступает в корпус 1 фильтра через подводящий патрубок 2. При этом газораспределительные лопатки 3 способствуют равномерному распределению газа по сечению фильтра. Далее газ проходит через осадительные электроды 4. По оси осадительных электродов протянуты коронирующие электроды 5, находящиеся под высоким напряжением. Частицы [c.345]

Таким образом, величина температурных напряжений в каждой точке сечения лопатки будет зависеть от распределения температуры по сечению, конструкции и геометрических размеров сечения, материала лопатки и способа ее охлаждения. [c.249]

Если отдельная лопатка постоянного сечения колеблется под действием периодически меняющегося усилия ri os рт, равномерно распределенного по длине лопатки, то максимальное напряжение в корневом сечении лопатки при резонансе составляет [20] [c.144]

Общая неравномерность распределения напряжений сказывается на различных элементах хвостового соединения. Кроме уже приведенных выще соображений, можно отметить, что влияние неравномерности, связанной с формой профиля корневого сечения, испытывают поперечные сечения хвоста как при изгибе, так и при растяжении. Эта неравномерность обусловлена главным образом формой профиля лопатки и его расположением по отношению к хвосту и расстоянием от корневого сечения до рассматриваемого — хвостового. [c.93]

Для снижения общей неравномерности распределения напряжений в хвостовом соединении следует, по возможности, отдалять профильную часть лопатки от опасного сечения хвоста. Этого можно достигнуть или утолщением полки, или удлинением участка опасного сечения хвоста. В обоих случаях увеличивается центробежная сила хвоста, что необходимо иметь в виду при выборе оптимального решения. [c.94]

В лопатках, как и в роторах газовых турбин, при пуске и изменении режима работы возникают значительные градиенты температуры, которые необходимо исследовать, чтобы судить о ее напряженном состоянии. При решении этих задач выявлено распределение температуры по длине и сечению лопатки, влияние граничных условий и времени подъема температуры газа на градиенты и распределение температуры. [c.441]

При заданном законе распределения площадей сечений по длине лопатки напряжение растяжения не зависит от величины площади сечения. [c.265]

Действительные напряжения а (г) должны быть равны или меньше допускаемых, что можно обеспечить соответствующим выбором закона распределения площадей поперечных сечений (г) по длине лопатки. [c.279]

Для определения влияния статической составляющей растяжения на усталость профильной части лопатки следует использовать -специальные модели лопаток. Для испытания моделей лопаток созданы специальные машины типа У-361 [45]. Эти машины резонансного типа с частотой колебаний 40. .. 150 Гц, амплитуда изгибающего момента в процессе испытаний поддерживается автоматически. Нагружение модели статической составляющей осуществляется электродвигателем через червячный редактор. Знакопеременный изгибающий момент создается центробежным, эксцентриковым вибратором. Перед испытаниями проводят динамическую тарировку. Для этой цели исследуемую модель препарируют тензорезистора-ми и определяют распределение деформации по длине модели. Если. испытания проводят при повышенной температуре, то для моделей определяют заданное температурное поле в опасном сечении замкового соединения или профиля. В процессе испытаний на усталость поддерживают заданными амплитуду изгибающего момента и Температурное поле. Предел выносливости определяют по результатам испытаний 15. .. 20 моделей лопаток. За предел выносливости принимают максимальную амплитуду напряжений, соответствующую N 5-W , при котором не разрушилось четыре модели. [c.122]

Типичное распределение напряжений и температур по длине лопатки газовой турбины показано на рис, 16. Минимальный запас прочности лопаток переменного сечения обычно находится в сечении, расположенном на расстоянии (0,2- -0,5) I от корневого сечения (заштрихованная зона). В приближенных расчетах можно определять предел длительной прочности по средней (заторможенной по относительной скорости) температуре газа, а напряжение а вычислять для корневого сечения. [c.290]

Для охлаждаемых лопаток является характерным в значительной степени неравномерное распределение температуры по поперечному сечению. В результате этого в лопатке возникают температурные напряжения, которые складываются с напряжениями от аэродинамической нагрузки и вращения. В настоящее время разработаны методы расчета температурных полей охлаждаемых лопаток, что позволяет определять температурные напряжения в них. [c.58]

Несмотря на одинаковый для всех сечений лопатки режим упрочнения, а значит одинаковые начальные напряжения, распределение остаточных напряжений различно как в пределах сечения (по ширине лопатки), так и в разных сечениях по длине. Общая тенденция состоит в уменьшении уровня остаточных напряжений сжатия в ПС и глубины их проникновения с уменьшением толщины сечения. [c.61]

Наиболее благоприятное распределение напряжений получается при < 1. Однако нецелесообразно занижать напряжения в корневом сечении и перемещать максимум в среднюю зону лопатки, особенно для турбинных лопаток, у которых температура корневой части лопатки ниже и прочность материала выше. Практически рационально профилировать лопатку по значениям д, лежащим в пределах 0,7. .. 1,0. Профилированные по длине лопатки позволяют снизить напряжения растяжения в корневой части лопатки на 30. .. 35 % по сравнению с лопаткой постоянного сечения. [c.238]

Одним из эффективных путей улучшения параметров двигателе является повышение температуры газов перед турбиной. В связи с этим возникает много проблем, связанных с обеспечением длительной и надежной работы элементов конструкции турбин. Прежде всего это касается рабочих лопаток, на напряженное состояние которых значительное влияние оказывают температурные напряжения. Температурные напряжения в лопатке возникают при неодинаковой температуре материала в поперечном сечении. Эти напряжения тем больше, чем больше разница между максимальной и минимальной температурой в сечении лопатки. Неравномерность температурного поля по сечению связана с конструкцией охлаждаюш,ей полости лопатки, с условиями подвода и отвода тепла. Так, например, на рис. 5.19 приведено распределение 248 [c.248]

Задача сводится к тому, чтобы с помощ,ью формулы (5.45) найти сечение в нижней половине лопатки и точку в этом сечении, где запас прочности по местному напряжению имеет минимальное значение. На рис. 5.24 показано распределение запасов местной прочности по длине лопатки, связанное с распределением температур, по ее длине. [c.256]

Строятся графики распределения напряжений изгиба, растяжения и суммарных напряжений, а также распределения температуры и предела прочности (7 по высоте лопатки (рис. 11.23). Графики необходимо строить для точек А сечений лопатки (см. рис. 11.19), в которых напряжения изгиба являются максимальными растягивающими напряжениями. В соответствии с графиками рис. 11.23 минимальный запас прочности имеет место между сечениями П1 и IV. [c.290]

Напряжение растяжения определяется только законом распределения площадей сечений по длине лопатки, но не зависит от абсолютной величины площади сечения. [c.270]

Действительные напряжения а (г) должны быть равны или меньше допускаемых, что можно обеспечить соответствующим выбором закона распределения площадей поперечных сечений Р (г) по длине лопатки (рис. 17). У конца лопатки (участок I) всегда есть область, где а< [а]. Здесь сеченне может быть постоянным и равным периферийному сечению Р (Щ. Построив по уравнению (4) кривую Ос М. где а с — напряжения в лопатке постоянного сечения, найдем границу участков I и II (г = г с) как точку пересечения кривых [а] и а . [c.282]

Проектирование рабочих лопаток минимального веса. Так как центробежная сила рабочих лопаток является основной нагрузкой, передающейся на диск, облегчение лопаток приводит к снижению напряженности и повышению надежности или уменьшению веса всей турбины. Поэтому проектирование рабочих лопаток минимального веса, удовлетворяющих всем требованиям по запасам прочности, является важной практической задачей [4, 10]. Считая определяющим запас длительной прочности по напряжениям и полагая, что материал и распределение температуры лопатки подлине пера Т г) являются заданными, потребуем, чтобы распределение площадей поперечного сечения Р ) и средние по сечению напряжения а (г) удовлетворяли во всех точках следующим условиям [c.303]

Рассматриваемые лопатки с максимальной наработкой в эксплуатации указывают как раз на то, что они представляют собой первые факты появления разрушений по нижней границе рассеивания их долговечности. Рассеяние этого распределения может оказаться весьма широким по наработке, поскольку оно определяется двумя взаимодействующими процессами ползучести и многоцикловой усталости. Малые размеры зон начального межзеренного разрушения и близость сечения разрушения к зоне наибольшей температурной напряженности лопаток подтверждают сделанное за- [c.627]

Распределение напряжений вдоль средней линии профиля и по контуру сечения лопатки из сплава ХН70ВМТЮ и ее температурное поле изображены на рис. 3.5. При среднем напряжении от центробежных сил (Т р = 10 кгс/мм суммарные максимальные напряжения достигают 63 кгс/мм . Отмечается резкая неравномерность распреде ления напряжений по сечению. [c.312]

МОЙ рабочей лопатки турбины. Значение среднего (по сечению) напряжения составляет 100 МПа, максимальные напряжения в зоне охлаждающего отверстия достигают 600 МПа. Большие значения растягивающих напряжений в зоне отверстия объясняются суммарным действием центробежных нагрузок и относительно невысоким значением температуры лопатки в этой зоне (600 С). Влияние охлаждения распространяется на контур профиля—эпюры напряжений по контуру повторяют кривую распределения их по срединной линии, хотя максимум эпюр менее выражен. Кромки лопатки сжаты, величины напряжений здесь достигают 300 МПа, что в сочетании с температурой 930° С (на задней кромке) приводит к пластическому деформированию материала в этих зонах (лопатка изготовлена из сплава ХН70ВМТЮ с величиной предела пропорциональности при 850° сТпц = 280 МПа). [c.85]

Соотношение между значениями указанных напряжений зависит от режима работы ТНА. В момент запуска ТНА на лопатках турбины действует в основном газовая сила, которая в общем случае вызывает изгиб и кручение лопатки. Обычно при определении напряжений принято рассматривать лопатку как консольный стержень, жестко заделанный в диске. При этой газовая сила рассматривается как распределенная по длине стержня поперечная сила. Наличие такой силы приводит к изгибу лопатки. Кручение лопатки под действием газодинамических сил возникает в том случае, если с центром жесткости С не совпадает центр парусности Е — точка приложения равнодействующей газодинамических сил (рис. 11.9). В выполненных конструкциях напряжения изгиба от газовых сил в корневых сечениях лопаток а = (2...6) Ю Па. Напряжения кручения от га-зовых сил значительно меньше, и их обьмно не учитывают при расчете лопатки. [c.277]

Типичное распределение напряженнй н температур по длине лопатки газовой т>рбины показано на рис. 16. Мниимальныи запас прочности лопаток переменного сечеиия обычно находится в сечении, расположенном на расстоянии (0,2-4- 0,5) I от корневого сечения (заштрихованная зона). В приближеииых расчетах можио определить предел длительной прочности по средней (заторможенной по относительной скорости) температуре газа, а напряжение а вычислять для корневого сечения Обычно средняя температура лопатки первой ступени турбины иа 50—100 °С меньше температуры газа перед турбиной Запас статической прочности в лопатках турбомашии обычно п = = 1,5- 2 5 Напряжения растяжения в лопатках газовых турбин в сильной степени зависят от типа и назначения турбины, температуры газа, окружной скорости и других параметров. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...