Проверка утверждения академика Новожилова Г.В. о влиянии погрешности в определении напряжений на величину погрешности в определении ресурса на примере основных деталей двигателя
УДК
531.39DOI:
https://doi.org/10.31429/vestnik-19-4-48-56Аннотация
В работе предпринята попытка оценить справедливость утверждения академика Новожилова Г.В. о влиянии погрешности в определении напряжений на величину погрешности в определении ресурса на примере наиболее нагруженных основных деталей (рабочих лопаток (РЛ) и дисков) двигателей НК-16СТ и НК-16-18СТ. Конструктивно РЛ (сплав ЖС6У-ВИ) и диски (сплав ЭИ698-ВД) полностью идентичны, но отличаются параметрами нагружения. Расчет статической прочности РЛ обоих двигателей проведен по теории стержней переменного сечения (ТСПС) и с помощью метода конечных элементов (МКЭ). Расчет статической прочности дисков обоих двигателей проведен по методу интегральных уравнений (МИУ) и с помощью МКЭ. Соответствие результатов расчетного исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) РЛ и дисков обоих двигателей их реальной нагруженности было подтверждено данными металлургического исследования РЛ и дисков после длительной эксплуатации. В процессе длительной эксплуатации происходит изменение основных параметров работы двигателей, определяющих НДС. Характеристики механических свойств и долговечности материалов обладают определенным рассеянием, как в исходном состоянии, так и в процессе длительной эксплуатации двигателя, что предопределяет необходимость применения методов математической статистики. Для длительного статического нагружения, характерного для РЛ и дисков обоих двигателей, был использован предложенный И.А. Биргером вероятностный критерий разрушения. Определены долговечности РЛ и дисков обоих двигателей. В результате вычислений оказалось, что оценка долговечности по академику Новожилову Г.В. является более точной для РЛ, чем для дисков турбин обоих двигателей.
Ключевые слова:
рабочие лопатки, диски, ЖС6У-ВИ, ЭИ698-ВД, нагруженность, метод конечных элементов, ресурс, долговечность, прочностная надежность, статистический анализ, вероятностный критерийБиблиографические ссылки
- Новожилов, Г.В., Надежность широкофюзеляжных самолетов. Вестник АН СССР, 1985, № 8, с. 85–92. [Novozhilov, G.V., Reliability of wide-body aircraft. Vestnik AN SSSR = Bulletin of the USSR Academy of Sciences, 1985, no. 8, pp. 85–92. (in Russian)]
- Зрелов, В.А., Карташов, Г.Г., Двигатели НК. Самарский Дом печати, Самара, 1999. [Zrelov, V.A., Kartashov, G.G., Dvigateli NK = NK engines. Samara House of Printing, Samara, 1999. (in Russian)]
- Великанова, Н.П., Закиев, Ф.К., Великанов, П.Г., Расчет на прочность основных деталей газотурбинных двигателей: Учебное пособие. Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, Казань, 2011. [Velikanova, N.P., Zakiev, F.K., Velikanov, P.G., Calculation of the strength of the main parts of gas turbine engines: Textbook. Publishing house of Kazan State Technical University, Kazan, 2011. (in Russian)]
- Бондарчук, П.В., Фалалеев, С.В., Прочностное проектирование лопаток и дисков ГТД в конечно-элементном комплексе ANSYS: учеб. пособие. Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, Самара, 2006. [Bondarchuk, P.V., Falaleev, S.V., Strength design of turbine engine blades and disks in the ANSYS finite element complex: textbook. Publishing House of the Samara State Aerospace University, Samara, 2006. (in Russian)]
- Кинасошвили, Р.С., Расчет на прочность дисков турбомашин. Оборонгиз, Москва, 1954. [Kinasoshvili, R.S., Calculation of the strength of turbomachine discs. Oborongiz, Moscow, 1954. (in Russian)]
- Голованов, А.И., Бережной, Д.В., Метод конечных элементов в механике деформируемых твердых тел. Изд-во "ДАС", Казань, 2001. [Golovanov, A.I., Berezhnoy, D.V., Finite element method in mechanics of deformable solids. Publishing house "DAS", Kazan, 2001. (in Russian)]
- Протасова, Н.А., Великанова, Н.П., Великанов, П.Г., Ахмадеев, А.А., Салих, И.Ш.С., Закономерности снижения значений прочностных характеристик материала дисков турбины двигателей газоперекачивающих агрегатов после различных сроков эксплуатации. Известия вузов. Авиационная техника, 2020, № 2, с. 38–44. [Protasova, N.A., Velikanova, N.P., Velikanov, P.G., Akhmadeev, A.A., Salih, I.Sh.S., Patterns of the decrease in the values of the strength characteristics of the material of the turbine disks of the engines of gas compressor units after various periods of operation. Izvestiya vuzov. Aviatsionnaya tekhnika = Izvestiya of Universities. Aviation technology, 2020, no. 2, pp. 38–44. (in Russian)]
- Биргер, И.А., Вероятность разрушения и запасы прочности при многомерных критериях разрушения. Проблемы прочности и динамики в авиадвигателестроении. Труды ЦИАМ. № 1109. 1985, вып. 3, c. 7–22. [Birger, I.A., The probability of destruction and safety margins under multidimensional criteria of destruction. Problemy prochnosti i dinamiki v aviadvigatelestroenii. Trudy TsIAM. № 1109 = Problems of strength and dynamics in aircraft engine building. Proceedings of CIAM. No 1109. 1985, iss. 3, pp. 7–22. (in Russian)]
- Большев, Л.Н., Смирнов, Н.В., Таблицы математической статистики. Наука, Москва, 1983. [Bolshev, L.N., Smirnov, N.V., Tables of mathematical statistics. Nauka, Moscow, 1983. (in Russian)]
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступление
После доработки
Публикация
Как цитировать
Лицензия
Copyright (c) 2022 Великанова Н.П., Великанов П.Г.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
