Результаты расчета: расчет координат профиля для корневого сечения

 

X 0= X	0,02	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Y ср0	0,0098	0,0234	0,0431	0,0591	0,0727	0,088	0,0907	0,0989	0,0985	0,0905	0,076	0,0557	0,0301
С 0/2	0,0176	0,0263	0,0348	0,0398	0,0443	0,0468	0,0488	0,05	0,0488	0,0453	0,038	0,028	0,0168
tgα0	0,4744	0,4296	0,3596	0,295	0,2355	0,1802	0,1289	0,0367	-0,0419	-0,1122	-0,1756	-0,2304	-0,2791
(dy/dx)0	0,3698	0,2875	0,135	0,095	0,07	0,045	0,0288		-0,0238	-0,0538	-0,0862	-0,1012	-0,1188
x= x ∙b	0,4833	1,2084	2,4167	3,6251	4,8335	6,0418	7,2502	9,6669	12,0837	14,5004	16,9171	19,3339	21,7506
tgα=x∙tgα0 (в радианах)	0,3857	0,3493	0,2924	0,2398	0,1915	0,1465	0,1048	0,0298	-0,0341	-0,0912	-0,1428	-0,1873	-0,2269
α (в градусах)	21,0917	20,0122	16,7514	13,7421	10,9704	8,3943	6,0046	1,7096	-1,9518	-5,2266	-8,1800	-10,7328	-13,0014
cosα	0,9330	0,9396	0,9576	0,9714	0,9817	0,9893	0,9945	0,9996	0,9994	0,9958	0,9898	0,9825	0,9744
C/2= C 0/2∙b∙ C max/10	0,6380	0,9534	1,2615	1,4428	1,6059	1,6965	1,7690	1,8126	1,7690	1,6422	1,3775	1,0150	0,6090
Yср= Y ср0∙b∙x	0,1926	0,4598	0,8469	1,1612	1,4285	1,7291	1,7821	1,9433	1,9354	1,7782	1,4933	1,0944	0,5914
dy/dx= C max/10 (dy/dx)0	0,5547	0,4313	0,2025	0,1425	0,1050	0,0675	0,0432	0,0000	-0,0357	-0,0807	-0,1293	-0,1518	-0,1782
C/2∙tgα	0,2461	0,3330	0,3688	0,3460	0,3075	0,2486	0,1854	0,0541	-0,0603	-0,1498	-0,1967	-0,1901	-0,1382
C/2∙tgα∙dy/dx	0,1365	0,1436	0,0747	0,0493	0,0323	0,0168	0,0080	0,0000	0,0022	0,0121	0,0254	0,0289	0,0246
Yср+C/2∙tgα∙dy/dx	0,3291	0,6034	0,9216	1,2106	1,4608	1,7459	1,7902	1,9433	1,9376	1,7903	1,5187	1,1233	0,6161
C/2∙1/cosα	0,6838	1,0147	1,3174	1,4853	1,6358	1,7149	1,7788	1,8134	1,7701	1,6490	1,3917	1,0331	0,6250
Yсп=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx+C/2cosα	1,0129	1,6181	2,2390	2,6959	3,0966	3,4608	3,5690	3,7566	3,7076	3,4393	2,9104	2,1564	1,2411
Yкор=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx-C/2cosα	-0,3548	-0,4113	-0,3959	-0,2748	-0,1751	0,0310	0,0113	0,1299	0,1675	0,1413	0,1270	0,0902	-0,0090

 

Результаты расчета: расчет координат профиля для среднего сечения

X 0= X	0,02	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Y ср0	0,0098	0,0234	0,0431	0,0591	0,0727	0,088	0,0907	0,0989	0,0985	0,0905	0,076	0,0557	0,0301
С 0/2	0,0176	0,0263	0,0348	0,0398	0,0443	0,0468	0,0488	0,05	0,0488	0,0453	0,038	0,028	0,0168
tgα0	0,4744	0,4296	0,3596	0,295	0,2355	0,1802	0,1289	0,0367	-0,0419	-0,1122	-0,1756	-0,2304	-0,2791
(dy/dx)0	0,3698	0,2875	0,135	0,095	0,07	0,045	0,0288		-0,0238	-0,0538	-0,0862	-0,1012	-0,1188
x= x ∙b	0,5160	1,2901	2,5802	3,8703	5,1604	6,4505	7,7406	10,3208	12,9009	15,4811	18,0613	20,6415	23,2217
tgα=x∙tgα0 (в радианах)	0,2542	0,2302	0,1927	0,1581	0,1262	0,0965	0,0691	0,0197	-0,0224	-0,0601	-0,0941	-0,1234	-0,1495
α (в градусах)	14,2610	13,1878	11,0389	9,0558	7,2293	5,5317	3,9569	1,1266	-1,2862	-3,4443	-5,3905	-7,0728	-8,5677
cosα	0,9692	0,9736	0,9815	0,9875	0,9921	0,9953	0,9976	0,9998	0,9997	0,9982	0,9956	0,9924	0,9888
C/2= C 0/2∙b∙ C max/10	0,4087	0,6107	0,8081	0,9242	1,0287	1,0868	1,1332	1,1611	1,1332	1,0519	0,8824	0,6502	0,3901
Yср= Y ср0∙b∙x	0,1355	0,3235	0,5958	0,8170	1,0050	1,2165	1,2538	1,3672	1,3617	1,2511	1,0506	0,7700	0,4161
dy/dx= C max/10 (dy/dx)0	0,3328	0,2588	0,1215	0,0855	0,0630	0,0405	0,0259	0,0000	-0,0214	-0,0484	-0,0776	-0,0911	-0,1069
C/2∙tgα	0,1039	0,1406	0,1557	0,1461	0,1298	0,1049	0,0783	0,0228	-0,0254	-0,0632	-0,0830	-0,0803	-0,0583
C/2∙tgα∙dy/dx	0,0346	0,0364	0,0189	0,0125	0,0082	0,0042	0,0020	0,0000	0,0005	0,0031	0,0064	0,0073	0,0062
Yср+C/2∙tgα∙dy/dx	0,1700	0,3599	0,6147	0,8295	1,0132	1,2208	1,2559	1,3672	1,3622	1,2541	1,0571	0,7773	0,4223
C/2∙1/cosα	0,4217	0,6273	0,8233	0,9359	1,0370	1,0919	1,1359	1,1613	1,1335	1,0538	0,8863	0,6552	0,3945
Yсп=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx+C/2cosα	0,5917	0,9871	1,4381	1,7654	2,0502	2,3126	2,3918	2,5285	2,4957	2,3080	1,9434	1,4325	0,8169
Yкор=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx-C/2cosα	-0,2516	-0,2674	-0,2086	-0,1064	-0,0238	0,1289	0,1199	0,2059	0,2287	0,2003	0,1707	0,1221	0,0278

 

 

Результаты расчета: расчет координат профиля для периферийного сечения

 

X 0= X	0,02	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Y ср0	0,0098	0,0234	0,0431	0,0591	0,0727	0,088	0,0907	0,0989	0,0985	0,0905	0,076	0,0557	0,0301
С 0/2	0,0176	0,0263	0,0348	0,0398	0,0443	0,0468	0,0488	0,05	0,0488	0,0453	0,038	0,028	0,0168
tgα0	0,4744	0,4296	0,3596	0,295	0,2355	0,1802	0,1289	0,0367	-0,0419	-0,1122	-0,1756	-0,2304	-0,2791
(dy/dx)0	0,3698	0,2875	0,135	0,095	0,07	0,045	0,0288		-0,0238	-0,0538	-0,0862	-0,1012	-0,1188
x= x ∙b	0,5353	1,3381	2,6763	4,0144	5,3526	6,6907	8,0289	10,7052	13,3815	16,0578	18,7340	21,4103	24,0866
tgα=x∙tgα0 (в радианах)	0,1211	0,1097	0,0918	0,0753	0,0601	0,0460	0,0329	0,0094	-0,0107	-0,0286	-0,0448	-0,0588	-0,0713
α (в градусах)	6,9394	6,2841	5,2601	4,3152	3,4448	2,6359	1,8855	0,5368	-0,6129	-1,6412	-2,5686	-3,3702	-4,0826
cosα	0,9927	0,9940	0,9958	0,9972	0,9982	0,9989	0,9995	1,0000	0,9999	0,9996	0,9990	0,9983	0,9975
C/2= C 0/2∙b∙ C max/10	0,2355	0,3519	0,4657	0,5326	0,5928	0,6263	0,6530	0,6691	0,6530	0,6062	0,5085	0,3747	0,2248
Yср= Y ср0∙b∙x	0,0670	0,1599	0,2945	0,4038	0,4967	0,6013	0,6197	0,6757	0,6730	0,6184	0,5193	0,3806	0,2057
dy/dx= C max/10 (dy/dx)0	0,1849	0,1438	0,0675	0,0475	0,0350	0,0225	0,0144	0,0000	-0,0119	-0,0269	-0,0431	-0,0506	-0,0594
C/2∙tgα	0,0285	0,0386	0,0428	0,0401	0,0356	0,0288	0,0215	0,0063	-0,0070	-0,0174	-0,0228	-0,0220	-0,0160
C/2∙tgα∙dy/dx	0,0053	0,0055	0,0029	0,0019	0,0012	0,0006	0,0003	0,0000	0,0001	0,0005	0,0010	0,0011	0,0010
Yср+C/2∙tgα∙dy/dx	0,0722	0,1654	0,2974	0,4057	0,4980	0,6019	0,6200	0,6757	0,6731	0,6188	0,5203	0,3817	0,2066
C/2∙1/cosα	0,2373	0,3541	0,4676	0,5341	0,5939	0,6269	0,6534	0,6691	0,6531	0,6064	0,5090	0,3753	0,2254
Yсп=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx+C/2cosα	0,3095	0,5195	0,7650	0,9398	1,0919	1,2288	1,2734	1,3449	1,3262	1,2252	1,0293	0,7570	0,4320
Yкор=Yср+C/2∙tgα∙dy/dx-C/2cosα	-0,1650	-0,1886	-0,1703	-0,1284	-0,0959	-0,0250	-0,0333	0,0066	0,0200	0,0124	0,0113	0,0064	-0,0188

 

 

3) Расчет лопатки на прочность

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

1 Частота вращения (об/мин) - 11640.0

2 Число лопаток на рабочем колесе - 58.0

3 Плотность материала лопатки (кг/м**3) - 4500.0

4 Радиус расположения корневого сечения (мм) - 212.0

5 Минимально допустимый запас прочности - 1.60

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ (продолжение)

--------------------------------------------------------------------

| | | Выносы осей | | | | |

сеч.| X | F |_______________| Jmin | Jmax | Альфа | Сигма |

| | | A | B | | | | |

----|------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|

- | мм | мм**2 | мм | мм | мм**4 | мм**4 | град. | МПа |

----|------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|

0 91.0 2653.7 0.0 0.0 879.4 97473.7 35.0 1000.0

1 45.5 4439.8 0.0 0.0 2930.6 151576.8 49.0 1000.0

2 0.0 6491.8 0.0 0.0 7402.4 194442.2 62.0 1000.0

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ (продолжение)

--------------------------------------------------------------------

| | Параметры потока |

сеч.| X |------------------------------------------------------ |

| | P1 | P2 | C1a | C1u | C2a | C2u | "ro"2 |

----|------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|

- | мм | МПа | МПа | м/с | м/с | м/с | м/с |кг/м**3|

----|------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|-------|

0 91.0 0.428 0.484 155.4 110.8 134.4 194.5 0.905

1 45.5 0.423 0.465 176.1 92.6 176.1 190.1 0.871

2 0.0 0.420 0.445 192.4 70.8 211.8 187.6 0.833

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ (продолжение)

------------------------------------------------------------------------

| | Координаты характерных точек |

| |-----------------------------------------------------------|

сеч.| X | Вх. кромка- т."А" | Спинка - т."B" | Вых.кромка- т."C" |

| |---------|---------|---------|---------|---------|---------|

| | "Эта" | "Кси" | "Эта" | "Кси" | "Эта" | "Кси" |

----|------|---------|---------|---------|---------|---------|---------|

- | мм | мм | мм | мм | мм | мм | мм |

----|------|---------|---------|---------|---------|---------|---------|

0 91.0 0.5 -12.2 -0.8 1.0 0.5 14.6

1 45.5 1.1 -11.8 -1.5 1.0 1.1 14.0

2 0.0 1.5 -11.0 -2.3 1.0 1.5 13.2

 

 

ЛОПАТКА БЕЗ БАНДАЖНОЙ ПОЛКИ

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

-----------------------------------------------------------------------

| |Сост. сил давлен.| Изгибающие моменты |

| |------------------------------------------------------------|

сеч.| X | | | От сил давления |От центробежных сил |

| | осевая |окружная|---------------------|--------------------|

| | | | В осевом |В окружном|В осевом |В окружном|

----|-----|--------|--------|----------|----------|---------|----------|

- | мм | Н | Н | H*м | H*м | Н*м | Н*м |

----|-----|--------|--------|----------|----------|---------|----------|

1 45.5 -65.7 -17.3 0.4 -1.5 0.0 -0.0

2 0.0 -40.6 -20.5 1.6 -5.4 0.0 -0.0

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА (продолжение)

-----------------------------------------------------------------------

| | НАПРЯЖЕНИЯ |

| |------------------------------------------------------------|

сеч.| X | | Изгиба газовыми силами | Изгиба центроб. силами |

| | Растяже- |------------------------|------------------------|

| | ния | т."А" | т."B" | т."C" | т."А" | т."B" | т. "C" |

----|-----|----------|--------|-------|-------|-------|-------|--------|

- | мм | МПа | МПа | МПа | МПа | МПа | МПа | МПа |

----|-----|----------|--------|-------|-------|-------|-------|--------|

0 91.0 0.0 0.0 -0.0 0.0 -0.0 0.0 0.0

1 45.5 68.1 0.4 -0.6 0.5 -0.0 0.0 0.0

2 0.0 106.7 0.6 -1.2 1.1 -0.0 0.0 0.0

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА (продолжение)

------------------------------------------------------------------------

| | СУММАРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ | ЗАПАСЫ ПРОЧНОСТИ |

сеч.| X |------------------------------|------------------------------|

| | т."А" | т."B" | т."C" | т."А" | т."B" | т. "C" |

----|-----|----------|---------|---------|---------|---------|----------|

- | мм | МПа | МПа | МПа | - | - | - |

----|-----|----------|---------|---------|---------|---------|----------|

3 91.0 0.0 0.0 0.0 Беск Беск Беск

1 45.5 68.5 67.5 68.7 14.6 14.8 14.6

2 0.0 107.3 105.5 107.8 9.3 9.5 9.3

 

Лопатка удовлетворяет условиям прочности.

 

 

 

4) Расчет болта на срез и смятие

 

 

1) Определяем передаваемый крутящий момент:

 

 

2) Находим перерезывающую силу, приходящую на один болт:

 

3) Рассчитываем напряжение среза:

 

и смятия:

 

 

4) Определяем коэффициенты запасов прочности по срезу:

 

и смятию:

 

Болт удовлетворяет условиям прочности.

 

 

Список материалов

Лопатки первых ступеней – Титановый сплав ВТ3-1 ОСТ 190000-70

Диски − Титановый сплав ВТ3-1 ОСТ 190000-70

Крепежные детали − Титановый сплав ВТ3-1 ОСТ 190000-70

Барабан ротора − Титановый сплав ВТ8 ОСТ 190000-70

Корпуса − Титановый сплав ВТ5-1 ОСТ 190000-70

Валы – ЭИ268, ЭИ736 ОСТ 190000-70

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1)Ржавин Ю.А. Осевые и центробежные компрессоры двигателей летательных аппаратов. М, Издательство МАИ, 1995 344с.

 

2)Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М., Машиностроение, 1986. 432 с.

 

3)Хронин Д.В. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М., Машиностроение, 1989. 368 с.

 

4)Локай В.И. Максутова М.К. Стрункин В.А. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. М.,Машиностроение, 1979. 448 с.

 

5)Захаров.А.Ф. Ржавин.Ю.А. Газодинамический расчет осевого компрессора авиационных ГТД. Казань 1979. 81 с.

 

6) Л.В.Горюнов, А.С.Лиманский Проектирование турбомашин двигателей летательных аппаратов. Казан. гос. техн. ун-т, Казань, 1994. 107 с.

 

7) Л.В.Горюнов, А.В.Ильинков, В.В.Такмовцев Прочностный расчеты по курсам турбомашин летательных аппаратов и энергетических установок. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2005. 64 с.