Курсовая работа: Газотурбинный двигатель

В формулах: – радиус сечения; – число лопаток; - плотность газа – осевая составляющая скорости газа перед лопаткой; – окружные составляющие скорости газа перед и за лопаткой;– давление газа (воздуха) перед и за лопаткой.

=465 Н/м,

=554 Н/м, =795 Н/м.

11. Частота вращения рабочего колеса =16400 об/мин;

12. Плотность материала лопатки =4530 кг/м;

13. Предел длительной прочности =950 МПа.

Определение напряжений изгиба

Напряжения изгиба в каждой точке расчетного сечения определяются по формуле

В целях упрощения расчета значения изгибающих моментов и моментов сопротивления берут без учета знаков (по модулю).

Напряжение изгиба от газовых сил, как правило, определяют в трех точках, наиболее удаленных от оси h(на рисунке 2.2 это точки А, Б и В).

Так в точке А

;

в точке В

;

в точке С

Вместе с тем знак при определении напряжения изгиба характеризует вид деформации волокон лопатки. Так, если волокна лопатки растянуты, то напряжение изгиба имеет знак "+", если же они сжаты, то "-". Заметим, что от действия газовых нагрузок на кромках профиля (в точках А и В) всегда возникают напряжения растяжения, а на спинке профиля (в точке С) – напряжения сжатия.

Определение запасов прочности лопаток

При определении запасов прочности следует учитывать напряжения, как от растяжения, так и изгиба лопатки. Суммарное напряжение в каждой точке расчетного сечения профильной части лопатки

.

Для компрессорных лопаток запас статической прочности в каждой точке расчетного сечения

_,

где – предел прочности.

Для компрессорных лопаток последних ступеней запас прочности определяют по формуле.

,

где - предел длительной точности материала лопатки с учетом температуры в данном сечении и длительность работы.

Согласно нормам прочности минимальный запас по статической прочности профильной части рабочей лопатки компрессора должен быть не менее 1,5.

Вычисления делаем по программе кафедры 203 Statlop.exe.

Результаты расчета приведены в приложении 2.1.

Вывод: Полученные значения запасов прочности во всех сечениях удовлетворяют нормам прочности(k>1,5); коэффициент запаса прочности завышен, так как помимо статических нагрузок на перо лопатки действуют и динамические нагрузки.

Расчет на прочность диска компрессора