Диски Напряжения — Расчет

Математическое обоснование метода двух расчетов состоит в следующем. Напряжения первого расчета связаны с частным решением неоднородного дифференциального уравнения диска, напряжения второго расчета — с решением однородного уравнения. [c.595]

В случае равномерного нагрева диска напряжения второго расчета равны нулю и из соотношения (160) получаем [c.178]

Вычисление напряжений в расчете диска методом последовательных приближений [c.244]

МРК, имеющего окружную скорость на периферии 514 м/с, показывают, что максимальный уровень напряжений в основной части диска при температуре рабочего тела 553 К составляет около 400 МПа. В сплошных кольцевых участках у центра и периферии диска прочность определяется окружными напряжениями, которые значительно превышают радиальные. В области диска между окнами происходит перераспределение напряжений. Превалирующими становятся радиальные напряжения, и напряженное состояние близко к случаю простого растяжения. Это полностью согласуется с результатами экспериментальных исследований дисков с круглыми эксцентричными отверстиями. Прочность диска в области трапециевидных окон определяется не окружным, а радиальными напряжениями. Оценка прочности диска методом двух расчетов с учетом присоединенных масс окон и лопаток дает в области окон уровень радиальных напряжений меньший, чем окружных, т. е. имеется качественное отличие от, результатов, полученных МКЭ. Вместе с тем точные расчеты (рис. 2.29) показывают, что радиальные напряжения в районе окон не превышают допустимых. [c.106]

В ободе диска от центробежных сил лопаток и массы обода возникают растягивающее и изгибающее напряжения. При расчете этих напряжений можно пренебречь кривизной обода и рассматривать его как плоскую балку. [c.86]

Использование кривых ползучести, полученных при постоянных напряжениях, для расчета диска, в котором напряжения изменяются с течением времени, является одним из допущений. [c.257]

При расчете однородного диска вычисленные напряжения получены путем сложения рабочих напряжений, вызванных полезной нагрузкой, и термических напряжений, обусловленных неравномерным распределением температуры по радиусу диска (верхняя кривая). Расчет композитного диска проводился с учетом и третьей составляющей напряжений, вызванных разностью коэффициентов линейного расширения перлитного центра и аустенитного обода. Эти напряжения были вычислены исходя из предположения, что при нагреве диска до температуры отпуска (в данном случае до 650°) диск не будет напряжен (п. 3, глава III). [c.128]

Основным методом расчета дисков ГТД является расчет на кратковременную и длительную прочность при действии центробежных нагрузок [4]. Расчет производится с учетом пластических деформаций и ползучести материала. Для дисков сложной формы необходимо учитывать действие изгибающих моментов. Диски турбины, имеющие значительную массу, неравномерно нагреты как по радиусу, так и по сечению (в особенности на нестационарных режимах). Температурные напряжения в дисках турбин являются важным компонентом, влияющим на напряженное состояние. При расчете определяется запас статической прочности по напряжениям во всех сечениях диска на каждом из режимов нагружения [c.83]

Ведя расчет от обода к расточке, зададимся на наружном радиусе условием (233) и произвольными тангенциальными напряжениями а (i) и произведем расчет температурных напряжений до внутреннего радиуса диска по формулам (211), (212), (229) и (230). Так как at, (t) было выбрано произвольным, то полученное в результате расчета значение (t) будет отлично от нуля. Для определения граничного условия От, (0. которое обеспечит выполнение условия (234), используем принцип наложения напряжений от различных нагрузок. В качестве второго просчета используем второй просчет неподвижного равномерно нагретого диска, выполненный при расчете напряжений в диске от центробежных сил. [c.225]

Рассмотрим наиболее простую задачу о расчете диска постоянной толщины. Расчет такого диска положен в основу некоторых приближенных способов расчета дисков любого профиля. Воспользуемся некоторыми результатами, полученными при выводе формул для расчета толстостенных цилиндров ( 144). Предположим, что по толщине диска, принимаемой равной единице, напряжения и Oj не меняются осевое напряжение будем считать равным нулю. [c.495]

Напряжения в диске (рис. 2,12, а) при одновременном действии всех нагрузок (распределенных поперечных сил, распределенных вдоль окружностей радиальных и перерезывающих сил и моментов) и неравномерном нагреве по радиусу (рис. 2.12, б) показаны на рис. 2.12, в и г. Уравнения растяжения и изгиба решались как линейные, и все члены, связанные с большими прогибами и влиянием растягивающих напряжений на изгиб, полагались равными нулю (линейное решение). Результаты расчета диска с учетом влияния растягивающих сил на изгиб (восстанавливающего эффекта) и с учетом нелинейных членов уравнений (2.77) и (2.84) показаны на этом же рисунке (нелинейное решение). Учет работы растягивающих сил на упругих прогибах меняет картину напряженного состояния. Расчет диска как жесткого обусловливает в этом случае большие напряжения изгиба и большие прогибы (рис. 2.12, д). [c.52]

Пример 3.1. На рис. 3.4, й и г сплошными линиями и также в табл. 3.3 дано распределение напряжений и перемещений в диске, полученных при учете пластических деформаций методом переменных параметров упругости. Расчет этого диска в упругой области дан в примере 1.2. Кривые деформирования материала — напряжения и деформации для некоторых температур приведены в табл. 3.1. Промежуточные значения определяются методом линейной интерполяции. Поперечное сечение диска и распределение температуры показаны на рис. 3.4, а и б. Геометрические характеристики и другие параметры диска приведены в 4 (пример 1.2). На рис. 3.4, в штриховыми линиями для сравнения показаны напряжения упругого расчета. Учет пластических деформаций может существенно изменить распределение напряжений по сечениям диска. Возникновение пластических деформаций в зоне внутреннего отверстия изменяет также картину перемещений в диске. При упругопластическом расчете [c.75]

Если проводится упругопластический расчет, то последовательно выдаются результаты упругого и упругопластического расчетов. Запасы прочности по напряжениям упругопластического расчета для расчетных радиусов того же диска турбины (рис. 4.2, а) показаны на рис. 4.2, в. На рис. 4.2, б показано меридиональное сечение диска, распределение температуры в зависимости от радиуса и пределов длительной прочности в кгс/мм. Напряжения упругопластического расчета в этом диске приведены на рнс. 3.4. [c.118]

При использовании приборов типа конус—конус (конус— плоскость) и диск—диск чаще всего производится измерение осевого усилия, действующего на неподвижную измерительную поверхность, находящуюся в контакте с исследуемым материалом. Это осевое усилие находится в простой связи с разностью нормальных напряжений рц—Расчет величины р —р, исходя из измерений осевого усилия рассматривается в теории соответствующих приборов. [c.56]

РАСЧЕТ ДИСКОВ. НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТУРЕ [c.315]

В общем случае определение напряжений в диске требует специального расчета. [c.320]

Расчет дисков. Напряжения на контуре [c.329]

Толщину диска 1 (рис. 84) определяют из расчета на срез по сечению, прилегающему к ступице. Ввиду неравномерности распределения напряжений в расчет вводят 1/д опасного сечения тогда минимальная толщина диска [c.412]

Горячие испытания металлов на усталость приобрели в последние годы очень большое значение как метод, дающий необходимые характеристики для правильного выбора допускаемых напряжений при расчете деталей, работающих в условиях переменных (циклических) нагрузок и высоких температур. К таким деталям современного энергетического оборудования относятся лопатки паровых и газовых турбин, диски газовых турбин, клапаны двигателей внутреннего сгорания, детали горячих насосов и др. [c.260]

Формулы (3.16) — (3.19), выведенные для тонких дисков, иногда применяют для расчета длинных сплошных или полых вращающихся барабанов. Распределение напряжений в длинном барабане, строго говоря, отличается от распределения напряжений в тонком диске. Если в диске напряженное состояние — плоское (0 . = 0), то в барабане оно объемное (о т О). Относительная осевая деформация в диске переменна по радиусу, а в барабане — постоянна (поперечные сечения в длинном барабане остаются плоскими). [c.87]

Чтобы обеспечить максимальную угловую скорость, необходимо внешнее кольцо выбрать оптимального относительного размера (см. табл. 6.2) из условия одновременного разрушения от радиальных и окружных напряжений, а для обеспечения минимального числа слоев последующие слои выбирать из условия разрушения по радиальным напряжениям. Результаты расчета последовательности толщин колец из современных композитов, образующих многослойные диски с /я =0,1, показали, что минимальное число композитных слоев, необходимое для заполнения всего конструкционного объема, невелико. Расчет показал, что уровень допустимых радиальных напряжений в последнем кольце допускает осуществление жесткой посадки его на вал. Эффективное использование всего конструкционного объема диска-маховика приводит к значительному увеличению удельной объемной энергоемкости. [c.433]

Сварные шкивы применяют при Р>500—600 мм. При передаваемой мощности Л <30 кВт и В<350 мм шкив имеет один диск (рис. 8.15, а), при больших мощностях и ширине шкива — два диска (рис. 8.15,6). Шкивы из штампованных элементов целесообразно выполнять при серийном производстве. Толщина диска 51 определяется расчетом на срез в сечении, примыкающем к ступице. Учитывая неравномерное распределение напряжений в диске, в расчет вводится /з опасного сечения. Величину 51 определяют по формуле [c.171]

К расчету диска паровой турбины (определение напряжений, первый расчет) [c.140]

Так, переходя от ступени к ступени, выясняются предварительные напряжения на наружном радиусе диска. Результаты графического расчета приведены в табл. 34. [c.168]

Уравнения (260), (261), (262) и (263) кладутся в основу расчета диска постоянной толщины со ступицей. По этим четырем урав- определяем по формулам (25 ) нениям находят четыре неизвестных величины и 0 , так как принимается, а определяется по формуле (254). После нахождения указанных величин по уравне- =0,413 ниям (249) и (250) подсчитываются напряжения и 0 для тонкой части диска. Напряжения в ступице диска о и находятся по уравнениям (252) и (253). [c.219]

Дифференциальные уравнения (6.7) или (6.13) не имеют замкнутого решения для дисков конического профиля. Расчет напряжений в таких дисках производится численными методами. Распределение напряжений в конических дисках зависит от угла конусности. [c.297]

При расчетах дисков встречаются случаи ступенчатого изменения толщины диска (рис. 6.18). В этих сечениях происходит ступенчатое изменение напряжений. Для расчета напряжений при переходе ступеньки используются два условия 1) условие равенства радиальных сил [c.307]

Естественно, что введение в расчет секущего модуля, зависящего от напряжения, существенно усложняет расчет диска. Однако такие расчеты для высоко нагруженных дисков ГТД дают более правильные результаты и позволяют более точно оценить запасы прочности дисков. [c.314]

При расчете напряжений в выступах диска часто ограничиваются определением средних растягивающих напряжений от центробежных сил (в том числе и от лопаточной нагрузки), а в ряде случаев дополняют их оценкой напряжений от смятия на контактных поверхностях и условных изгибных напряжений в зубчиках, задаваясь равномерным распределением напряжений по зубцам. Однако в действительности картина напряженного состояния в выступах диска значительно сложнее. Существенные усложнения напряженного состояния происходят вследствие концентрации напряжений в пазах, неравномерного засорения монтажных зазоров, различия в коэффициентах линейного расширения металла лопаток и дисков, изгиба в осевом направлении под действием осевого градиента температур и, наконец, вибрационных напряжений, возбуждаемых от колеблющихся лопаток. Дополнительные напряжения в диске могут возникать в случае анизотропии механических и физических свойств материала. В зависимости от конструкции диска и условий работы ГТУ соотношения между действующими в разных местах диска напряжениями существенно меняются в некоторых местах дисков максимальными являются радиальные напряжения, в других -тангенциальные. Резкие пуски и остановы машины вызывают иногда столь значительные термические напряжения, что они преобладают над напряжениями от центробежных сил. При работе на пылевидном топливе засоряются монтажные зазоры в пазах дисков, в результате чего меняются условия теплопередачи от лопаток к дискам, а также жесткость закрепления лопаток. Все это влияет на напряженное состояние диска. [c.24]

Как показывают формулы предыдущего параграфа и кривые рис. 411, изменение напряжений о г и вдоль радиуса диска постоянной толщины весьма значп-тельно. Наиболее неравномерное распределение напряжений имеет место в дисках постоянной толщины с отверстием в центре. При расчете подобных дисков приходится ориентироваться на наибольшее напряжение у внутреннего края диска, что сильно ограничивает возможность повышения предельных скоростей. Для достижения высоких скоростей вращения диск приходится делать с переменной толщиной, уменьшающейся от центра к окружности диска. Наиболее выгодным является такой профиль диска, в котором напряжения во всех точках диска сохраняют постоянное значение. Подобные диски называются дисками равного сопротивления. При расчете этих дисков исходят из предположения, что по толщине диска напряжения не меняются, что обычно влечет за собой небольшие погрешности в величинах напряжений. [c.499]

В результате необратимых процессов пластичности и ползучести деформация дисков может быть значительной и приводить к нежелательным явлениям — изменению зазоров в лабиринтных уплотнениях, короблению, изменению посадок, задеванию лопаток за корпус и т. д. Пластические деформации, появляющиеся сразу после нагружения, в дальнейшем не увеличиваются вследствие упрочнения материала, если нагрузки не превышают первоначально приложенных это используют на практике. Для того чтобы при работе не менялись посадки и зазоры, а материал деформировался упруго, применяют технологическую операцию предварительной раскрутки диска — автофретирование. Диск, почти полностью механически обработанный, за исключением посадочных мест, раскручивается (обычно без лопаток) на специальной технологической установке при постоянной температуре, примерно соответствующей рабочей. Частоту вращения при этой операции определяют расчетным путем таким образом, чтобы напряжения в диске примерно соответствовали напряжениям упругого расчета для облопаченного диска на максимальном рабочем режиме в эксплуатации. Затем диск снимают с установки и подвергают окончательной механической обработке посадочные места, уплотнения и т. п. В табл. 4.2 приведены остаточные удлинения дисков газовых турбин различных размеров (типов) по наружному диаметру после автофретирования и указана относи- [c.122]

При. приближенном учете концентрации напряжений для расчетов в условиях малоцикловой усталости можно получить удовлетворительные результаты, используя эмпирические формулы Ней-бера [77], Петерсона [132], Хэйвуда [113]. Для расчета дисков, работающих при статическом нагружении и в условиях ползучести, при учете концентрации могут быть использованы результаты [c.141]

Пример расчета. На рис. 3.4 штрих-пуиктириыми линиями показаны результаты расчета установившейся ползучести диска постоянной толщины, расчет которого по теории старения приведен выше. Распределение температур и частота вращения диска приняты такими же, как в предыдущем примере. При установившейся ползучести температурные напряжения полностью снимаются. Расчет дает предельное напряженное состояние в диске при условиях, когда деформации ползучести превышают упругие температурные деформации и в то же время диск еще не разрушился (не наступила третья стадия ползучести). [c.372]

На рис. 20.28 показана принципиальная схема многодисковой фрикционной муфты. При передаче вр ицающего момента шлицы испытывают значительные напряжения смятия, особенно шлицы в ита, где окружные силы намного больше сил, действующих на шлицы внешних дисков. При конструировании ([)рикционньгх муфт шлицы обязательно проверяют расчетом на смятие. [c.321]

Определить катет сварных швов прикрепления диска сварного зубчатого колеса к ступице (см. рис. 4.18). Основное допускаемое напряжение на растяжение для материала диска (сталь Ст. 3) (а]р = 160 Мн м . Сварка выполнена вручную электродами Э42А. Колесо передает мощность N = 180 тп при п = 115 о61мин й ,, = 830 мм = 225 мм-, d — 140 мм = 730 мм. При расчете принять, что момент, передаваемый колесом, изменяется по пульсирующему циклу. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...