Ім'я файлу: Disk_TRD1.ppt
Розширення: ppt
Розмір: 5865кб.
Дата: 12.06.2023
скачати
Пов'язані файли:
Фотометричні методи аналізу.doc
Реферат.docx

Чисельні дослідження характеристик контактних напружень у лопатковому замку типу "ластівчин хвіст" диска ТРД


Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»


Виконав: студент Зейдліц Д.В.
Керівник: д.т.н., проф. Рудаков К.М.


Авіаційний турбореактивний двигун Д-436-148 (для літаків АН-148 та АН-158)
Матеріал диска та лопатки – сплави ВТ-9 та ВТ3-1.
Температурний діапазон: від +45 (на Землі) до -50 (на висоті 10-12 км).
Перепад тиску на пері лопатки – до 2 МПа.
Транзитний крутний момент 19 Нм.
Кутова частота обертання диска 50 об/с.


2


S


Зародження втомних тріщин найчастіше відбувається в зонах концентрації напружень в околі отворів і вирізів в ступичній і обідній частинах, призначених для кріплення лопатки.


Отже, при постановці завдання були прийняті до уваги:
- контактна взаємодія лопатки з диском при різних умовах контакту:
- додаткові до відцентровим силам аеродинамічні навантаження на лопатку, які передаються на диск через контакт з лопатками


3


Запропоновано алгоритм створення скінченно-елементній моделі для проведення розрахунків дисків двигуна з газовою турбіною. Він заснований на:
використанні циклічної симетрії завдання;
застосуванні алгоритмів автоматичного створення блочної тривимірної сітки на основі геометрії, із подальшим "склеюванням" її блоків інструментами FEMAP/Nastran;
автоматизованому введенні умов циклічної симетрії за допомогою розробленої програми Symmetry.


4


Маємо задачу з повною циклічною симетрією:
в геометрії;
у властивостях матеріалу;
в умовах навантаження.
Це дозволяє розглядати не диск з лопатками, а сектор диска з однією лопаткою.


5


Проблема 1
При створенні скінченно-елементної моделі сектора диска ТРД, для моделювання циклічної симетрії (відкинутої частини) диска, необхідно, щоб на поверхнях А і Б скінченно-елементні сітки були ідентичні. Це виявилося проблемою:
    Сучасні автоматизовані побудовники об'ємних сіток (АПОС) не можуть побудувати гексагональні скінченні елементи (СЕ) для такої складної геометрії. З тетрагональною СЕ сіткою (СЕС) такої проблеми немає.
    Але навіть для простого куба АПОС будує на протилежних сторонах незбіжні СЕС (мабуть, причиною є вибір різних (по відношенню до поверхонь) точок, з яких починає працювати алгоритм.
    Розв`язок: створювати для диску блоки СЕС з різними сітками, потім їх склеювати у єдину СЕС


6


Сітка на поверхні А (блок 1)  копія на поверхню Б (блок 2). Результат: на поверхнях А і Б скінченно-елементні сітки є ідентичними.


7


Створення СЕС блоків 3 та 4, повної СЕС диску


8


Створені СЕС лопатки та стопорної пластини, повної СЕС олопаченого диску


9


Проблема 2
Циклічна симетрія задається прирівнянням значень переміщень в циклічно сполучених вузлах, в кожному напрямку (циліндрична система координат). Для зв'язування шуканих значень у вузлах зазвичай в пакетах програм передбачено діалог введення формульного зв'язку. Так як кожне з таких рівнянь вводиться індивідуально, то для сотень вузлів така робота надзвичайно обтяжлива.
Розв`язок: модифікувати файл проекту текстового формату, а саме .NEU за допомогою спеціально створеної програми Symmetry.


10


Задання умов циклічної симетрії в програмі Symmetry


11


Блок 403: координати вузлів
-1
403
1,0,0,2,46,0,0,0,0,0,0,198.758357501,-22.8201428111,-5.25,0,
2,0,0,2,46,0,0,0,0,0,0,200.126686861,-22.9996827116,-5.25,0,
3,0,0,2,46,0,0,0,0,0,0,200.317364309,-21.6429398093,-5.25,0,
………………….
-1


Мініблок блока 506: умови закріплення у вузлах
30,8312,1,
2,
47,3,1.,
284,3,-1.,


12


Проблема 3
Автоматично створені контактні пари не забезпечують отримання вірного розв’язку


13


14


розв`язок проблеми 3:
створити додаткові контактні пари там, де є зазори та контакт не передбачається


15


Повні
переміщення


РОЗРАХУНКИ та РЕЗУЛЬТАТИ


14 контактних ітерацій


Перевірка моделі диску із блоків СЕС


16


Еквівалентні напруження на поверхнях олопаченого диска, МПа
(контактний розв’язок)


17


Еквівалентні напруження (МПа) на кромках замка


Контактний тиск (МПа) на лівій контактній поверхні замка


18


Швидке обертання системи диск-лопатка-пластина викликає у всіх точках матеріалу цих тіл відцентрові (масові) сили. Лопатка утримується в лопатковому замку, і це - єдине обмеження в її переміщенні. Виникає контакт між поверхнями лопатки перерізу в диску і відповідними поверхнями хвостовика лопатки. Від осьового переміщення лопатки в замку утримують, з одного боку, виступи хвостовика лопатки, що спираються на бічну поверхню диска; а з іншого боку - загнутий край стопорної пластини. При цьому розподіл контактних зусиль в лопатковому замку вкрай нерівномірний, причому задіяна тільки частина поверхонь контакту (результат дії тиску на перо лопатки). Стопорна пластина лежить в гнізді хвостовика лопатки і тисне на нього, а також загнутими краями зачіпляється за торці диска і хвостовика лопатки, фіксуючи лопатку в замку. Аналіз отриманого розв`язку контактної задачі показав, що контактна задача вирішена вірно з точки зору остаточного взаємного положення диска, лопатки і стопорної пластини. Тим самим можна зробити висновок, що NX / Nastran дійсно вирішив крайову статичну задачу про НДС тіл, що знаходяться в контакті, а умови контактної задачі були поставлені вірно.


скачати

© Усі права захищені
написати до нас