ДИНАМИКА, ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ
УДК 621.438-226.2:539.376:539.4
Б. Е. В а с и л ь е в
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛЗУЧЕСТИ
НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ
ПРИ РАБОТЕ ЛОПАТОК ТУРБИН
НА НЕСКОЛЬКИХ СТАЦИОНАРНЫХ
РЕЖИМАХ
Для лопатки газовой турбины, выполненной из жаропрочного ни-
келевого сплава, при циклически изменяющемся режиме работы
определены кинетика напряженно-деформированного состояния и
запасы длительной прочности. Предложена альтернативная ме-
тодика определения действующих эквивалентных напряжений и
эквивалентного предела длительной прочности материала лопат-
ки, а также соответствующих местных запасов длительной ста-
тической прочности.
E-mail:
Ключевые слова
:
лопатка турбины, ползучесть, эквивалентный запас.
Лопатки турбин газотурбинных двигателей работают длительное
время при высоких нагрузках в условиях неравномерного нагрева и
циклического нагружения. При высоких температурах с течением вре-
мени свойства материалов, из которых изготовлены лопатки турбин,
изменяются вследствие ползучести.
Современные расчетные модели, в том числе конечно-элементные,
позволяют выполнять расчеты, используя физически нелинейные
свойства материала, в том числе ползучесть.
В настоящее время расчет повреждаемостей лопаток турбин про-
водится на каждом отдельном режиме цикла за весь ресурс. Однако
при работе на разных режимах цикла накопление повреждаемостей
зависит от истории нагружения.
В настоящей работе предложены подходы к расчету долговечности
лопатки в условиях модельного циклического нагружения. Выполнены
сравнительные расчетные исследования влияния свойств ползучести
сплава на долговечность лопатки по существующей и предлагаемым
методикам.
Математическая модель лопатки и условия работы.
Для вы-
явления зависимости напряженно-деформированного состояния (НДС)
и длительной статической прочности от характера нагружения лопатки
турбины при циклически изменяющихся условиях работы исследова-
но поведение НДС в условиях цикла “минимал–максимал–минимал”
на примере сечения охлаждаемой лопатки турбины (рис. 1).
78 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 3
