Отчет с., кн., рис., источн



Скачать 345.59 Kb.
Дата29.06.2020
Размер345.59 Kb.
Название файла-
ТипОтчет

РЕФЕРАТ

Отчет 11 с., 1 кн., 9 рис., 2 источн.

ЛОПАТКА ТУРБИНЫ, ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ СИЛЫ, НАПРЯЖЕНИЯ РАСТЯЖЕНИЯ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ, ТУРБОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ.

Объектом исследования являются лопатки осевых турбин турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей.

Цель работы – определение напряжений растяжения, возникающих вследствие действия центробежных сил, по длине лопатки турбины.

В процессе работы проводился расчёт распределения напряжений растяжения лопатки турбины, возникающих вследствие центробежных сил, при известных геометрических и массовых параметрах лопатки и заданном режиме работы ротора. Расчёт проведён компьютерными численными методами с использованием пакета SOLIDWORKS Simulation.

В результате исследования получены эпюры распределения напряжений растяжения, возникающих вследствие действия центробежных сил, по длине лопатки турбины.

ВВЕДЕНИЕ


Лопатка турбины является сильно нагруженным элементом. Расчётными нагрузками, действующими на лопатку, являются центробежные и газодинамические силы. Под действием центробежных сил в лопатке возникают деформации растяжения, изгиба и кручения. Газодинамические силы вызывают изгиб и кручение лопатки. Ввиду переменного характера этих сил лопатка подвергается дополнительным динамическим напряжениям из-за колебаний. Правильно выбранные размеры лопатки обеспечивают её работоспособность и лёгкость всей конструкции ротора в целом. [1]

Одной из основных нагрузок, действующих на лопатку, является нагрузка от центробежных сил. Вот почему при ориентировочных расчётах вполне достаточно определить величину напряжений от растяжения центробежными силами и по величине этих напряжений выбрать размеры сечений лопатки, уточняя в дальнейшем расчёт путём учёта изгиба лопатки газодинамическими и центробежными силами. [1]

Целью данной работы является определение напряжений растяжения лопатки турбины, возникающих вследствие действия центробежных сил.

В данной работе планируется провести расчёт распределения напряжений растяжения лопатки турбины, возникающих вследствие центробежных сил, при известных геометрических и массовых параметрах лопатки и заданном режиме работы ротора численными компьютерными методами. В качестве программного обеспечения будет использоваться добавление SOLIDWORKS Simulation. Результаты расчёта планируется представить в виде эпюр распределения величин.


1 Исходные данные для расчёта



Исходными данными для определения напряжения растяжения по длине лопатки являются:

  • скорость ротора ;

  • плотность материала лопатки ;

  • длина лопатки ;

  • радиус верхнего сечения лопатки ;

  • площадь сечения лопатки на конце ;

  • площадь среднего сечения лопатки ;

  • площадь сечения лопатки в начале .

2 Расчёт распределения напряжений растяжения лопатки турбины



Используя исходные данные геометрии лопатки создадим 3D-модель (рис. 1).

Рисунок 1 – 3D-модель лопатки



Учитывая исходные данные, построим ось ротора (рис. 2).

Рисунок 2 – Лопатка с осью ротора



Для расчёта выбираем тип «Статический» (рис. 3).

Рисунок 3 – Выбор типа расчёта



При выборе свойств материала учитываем, что плотность материала лопатки задана исходными данными. Остальные необходимые численные значения свойств материала принимаем как у легированной жаропрочной коррозионностойкой стали 15Х12ВНМФ [1]. Введённые значения показаны на рисунке 4.

Рисунок 4 – Свойства материала



В качестве крепления выбираем «Зафиксированную геометрию» корневого сечения лопатки (рис. 5).

Рисунок 5 – Крепление – зафиксированная геометрия



В качестве внешней нагрузки задаём центробежную силу (рис. 6).

Рисунок 6 – Задание центробежной силы



После проведения расчёта получим эпюру распределения напряжений (рис. 7, 8).

Рисунок 7 – Напряжения фон Мизеса



Рисунок 8 - Нормальные растягивающие напряжения

Как видно из рисунков 7 и 8, значения нормальных растягивающих напряжений и эквивалентных напряжений фон Мизеса практически идентичны, что говорит о незначительности осевых и окружных усилий. Это соответствует физическим представлениям о процессе.

Стоит отметить, что полученные результаты расчёта соответствуют результатам, полученным в первой части настоящего отчёта (рис. 9), где расчёт проводился традиционными методами деталей машин. [2]



Рисунок 9 – График зависимости напряжения растяжения от относительного радиуса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной расчётно-графической работе проведён расчёт распределения напряжений растяжения лопатки турбины, возникающих вследствие центробежных сил, при известных геометрических и массовых параметрах лопатки и заданном режиме работы ротора. Расчёт проводился посредством численных компьютерных методов, с использованием программного пакета SOLIDWORKS Simulation. Результаты расчёта представлены в виде эпюр напряжений (рис 7, 8). Цель работы достигнута полностью. Результаты расчёта физичны и соответствуют результатам расчёта методами деталей машин первой части настоящего отчёта.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. и др. Марочник сталей и сплавов. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.



2 Гуров А.Ф. Расчёты на прочность и колебания в ракетных двигателях: учебное пособие для вузов. – М.: Машиностроение, 1966. – 456 с.



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Теоретическая часть
Направление подготовки
Техническое задание
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
Методическая разработка
государственное бюджетное
Образовательная программа
квалификационная работа
Технологическая карта
Выпускная квалификационная
Техническое обслуживание
Решение задач
учебная программа
Методическое пособие
История возникновения
Краткая характеристика
Рабочая учебная
Исследовательская работа
Общая часть
Общие требования
Рабочая тетрадь
Основная часть
История создания
Название дисциплины
Метрология стандартизация
Техническая эксплуатация
Математическое моделирование
Государственное регулирование
Современное состояние
Информационная безопасность
Организация работы
Внеклассное мероприятие