Оценка прочности дисков турбин

Традиционный способ оценки прочности дисков турбин, работающих в условиях частых пусков и остановок, с помощью коэффициента запаса по условию местной прочности учитывает влияние теплосмен на снижение несущей способности лишь косвенно и поэтому его следует признать неудовлетворительным Оценка прочности на основе теории приспособляемости предпочтительнее, поскольку неупругие деформации допускаются лишь в первых циклах действия нагрузки и граница области приспособляемости соответствует возможным предельным состояниям для дисков турбин этой группы. Поскольку целью расчета на приспособляемость является определение параметров предельного цикла и вычисление коэффициента запаса, необходимо определить связь между рабочим и предельным циклом (способ перехода от рабочего цикла к предельному). Формула (7.59) устанавливает связь между рабочими и любыми возможными, в том числе и предельными, циклами. Для оценки прочности с помощью коэффициента запаса для многопараметрической нагрузки следует из множества возможных предельных состояний [c.505]

На первом этапе развития турбостроения оценка прочности диска производилась исключительно по величине максимальных напряжений, определенных в предположении упругости. При этом напряжения от центробежных сил и температурные суммировались и сопоставлялись с разрушающим напряжением. В качестве последнего принимался предел прочности или, учитывая, что турбинные диски обычно изготовляют из сталей и сплавов, находящихся в пластическом состоянии, — предел текучести. [c.136]

Изложенная методика может быть использована также для приближенной оценки прочности дисков радиальных турбин п центробежных нагнетателей. Если принять обычное для данной задачи допущение об отсутствии изгиба, необходимые расчетные формулы можно получить из уравнений (5.4), (5.6) путем подстановки в них 1 = 0 (наружный контур диска не нагружен) и такого изменения выражений для /, /, при котором было бы учтено влияние дополнительной массы боковых лопаток [c.144]

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]

Расчетные методы теорий термопластичности и термопрочности, описанные в предыдущих разделах, находят широкое применение для оценки прочности дисков паровых и газовых турбин. [c.353]

Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Расчетная оценка прочности дисков газовых турбин при наличии термоциклических нагрузок. - Челябинск 1985. - 106 с. [c.587]

ВИЯХ или упрощенных их моделей в условиях максимально приближенных к рабочим. Обычно проводят натурные испытания деталей серийного или массового производства, таких как лопатки и диски турбин, элементы паропроводов, арматуры и т. п. Основная цель подобных испытаний состоит в определении прочности или ресурса работы детали при теплосменах. Для общей оценки сопротивления материала термической усталости эти испытания малопригодны. [c.26]

Высокая степень точности оценки статической проч-ности дисков ГТД, высокое качество материалов, применяемых для их изготовления, а также стремление к минимальной массе конструкций позволяют проектировать легкие диски турбин и компрессоров с весьма незначительной толщиной стенок. Но тогда появляется возможность возникновения опасных резонансных колебаний или автоколебаний дисков. Огромные резонансные или автоколебательные всплески напряжений приводят к разрушению дисков несмотря на наличие вполне достаточных запасов статической прочности. Поэтому необходимо уделять большое внимание динамической прочности дисков. [c.322]

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]

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]

Изучение процессов повреждения и разрушения оказалось наиболее эффективным с позиций механики разрушения. В ряде случаев полученные закономерности возникновения и роста трешин использовали для оценки надежности и прочности сосудов давления, трубопроводов, дисков, лопаток турбин, имеющих начальные дефекты. [c.68]

Для деталей, работающих в условиях приложения динамических нагрузок, у которых подавляющая часть общей работы, поглощаемой до разрушения, приходится на долю пластической деформации (штоки паровых молотов, толстая броня, стволы орудий, амортизирующие цилиндры, шасси и т. п.), важной характеристикой, определяющей служебные свойства, является ударная вязкость. Ударная вязкость, определенная на стандартных образцах с надрезом, характеризует способность металла к местным пластическим деформациям и с этой точки зрения может служить характеристикой не только разрушения при ударе, но и при других резко выраженных объемных напряженных состояниях (внутренних напряжениях, концентраторах напряжений, понижения температуры). Поэтому определение ударной вязкости имеет значение не только для деталей, работающих при высоких скоростях приложения нагрузки. При сопоставлении сталей с одинаковым пределом прочности величина ударной вязкости может быть использована как сравнительная характеристика пластичности в надрезе. Ударная вязкость чувствительно реагирует на неоднородность структуры материала, особенно в поперечном и продольном направлениях. Поэтому она может быть применена для оценки однородности материала, для контроля загрязненности металла включениями, для выявления отклонений от технологического процесса, которые не отмечаются при статических испытаниях (выявление отпускной хрупкости, старения, перегрева и т. п.). Ударная вязкость должна определяться в направлении действия наибольших напряжений при эксплуатации. Так, для некоторых труб, турбинных дисков, цилиндров амортизаторов имеет значение ударная вязкость в поперечном к волокну направлении (тангенциальная проба). [c.16]

Челябинским политехническим институтом совместно с Челябинским тракторным заводом было проведено исследование прочности рабочего колеса радиально-осевой турбины турбокомпрессора ТКР-11 при нестационарных тепловых режимах [38, 83] в связи с наблюдавшимися при доводочных испытаниях разрушениями в виде трещин на тонкой части диска (рис. 79). Была замечена также деформация колеса, в частности, коробление его кромки. Исследование включало термо-метрирование колеса при нестационарных тепловых режимах, которое было проведено как при неподвижном (заторможенном), так и при вращающемся (/гщах=45 000 об/мин) роторе анализ напряженного состояния и оценку прочности диска в условиях теплосмен, выполненную на основе теории приспособляемости натурные прочностные испытания колеса при многократных пусках. [c.170]

При выборе конструкции ДРОС наиболее сущ,ественным является вопрос обеспечения прочности ее элементов. Высокая экономичность радиально-осевой ступени обеспечивается при малых значениях коэффициента радиальности ц. При работе РОС в составе многоступенчатой турбины выходной диаметр РК в общем случае определяется диаметром ротора и размерами проточной части последующих осевых ступеней, т. е. является заданной величиной. Поэтому приемлемых значений можно достигнуть соответствующим выбором только периферийного диаметра РК- Как правило, это приводит к увеличению диаметра РК, следствием чего является высокая периферийная окружная скорость, составляющая для разных типов турбин 400—550 м/с. Ниже рассматриваются представляющие наибольший интерес вопросы оценки прочности РК. Основным элементом конструкции РК является диск, оребрепный или несущий наборные лопатки. Задача расчета напряжений в оребренном диске представляется наиболее сложной. [c.102]

В связи с тем, что опыт эксплуатации ГТД различного назначения (особенно транспортных и судовых) показывает, что в большинстве случаев повреждения дисков турбин носят термоусталостный (малоцикловый) характер, в последние годы в практику проектирования внедряют расчетные методы оценки термоциклической прочности дисков. Решение такой задачи [c.482]

В разделе 2 этой главы рассматривается расчет диска газовой турбины из материала ЭИ415 (см. рис. 2.8). Показано распределение температуры и предела прочности по радиусу. На рис. 2.7 представлены эпюры радиальных и окружных суммарных напряжений от неравномерного нагрева и центробежных сил. Ниже показаны результаты оценки запасов прочности этого диска по формулам настоящего параграфа [c.400]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...