Рассмотрены существующие способы бандажирования рабочих лопаток турбин ГТД, проанализированы особенности их конструкции. Даны рекомендации по оптимальному применению рассмотренных способов бандажирования. Для лопаток высокотемпературных турбин с большим отношением среднего диаметра проточной части к высоте пера предложен способ бандажирования и обоснованы его преимущества.

Розглянуто рух крові по великих артеріальних судинах. Імпульсний рух крові по пружній судині змодельовано телеграфним рівнянням. Залучення феномену Бейсселя-Остроумова, який полягає в залежності тиску від швидкості деформації судини, дозволило пояснити зростання амплітуди пульсової хвилі в разі віддалення від серця. Аналітичний розв'язок добре узгоджується з експериментальними результатами інших авторів. Одержані результати можна використати як з метою діагностики кровоносної системи, так і з метою протезування судин.

Предложена концепция построения автоматизированной системы оперативного планирования погрузочно-выгрузочных работ и ведения штатного расписания в регионе дороги. Предложены комплексные научные методы и организационные средства для создания автоматизированного рабочего места инженера-технолога отдела станций.

Запропоновано методику лінійного програмування для автоматизації процесу оперативного планування вантаження-розвантаження.

Рассмотрен подход к оценке влияния точности изготовления отдельных элементов лопаток и диска турбины на силу контактного давления между бандажными полками. Бандажные полки лопаток имеют плоские боковые стороны, по которым происходит контакт при образовании замкнутой кольцевой связи. Учтены основные факторы, вызывающие изменение крутящего момента пера, действующего на бандажную полку и отклонения размеров, определяющих положение полок относительно диска. Приведены результаты анализа выполненных расчетов.

Висвітлено питання обчислювальної техніки, програмування, моделювання систем, математичного моделювання. Розглянуто чисельні методи розв'язання нелінійних рівнянь, проблеми комп'ютерного імітаційного моделювання. Розкрито особливості програмування формули Лагранжа, побудови інтерполяційного многочлена в явному вигляді, інтерполяції за Ньютоном. Подано інформацію про метод простих ітерацій, сплайн-інтерполяцію, метод Сімпсона. Розглянуто питання елементарної теорії похибок. Увагу приділено джерелам і класифікації похибок результату чисельного розв'язання задач.

Приведены результаты экспериментального исследования вибрационной напряженности двух вариантов рабочих лопаток турбины с бандажными полками, имеющими плоские боковые стороны, по которым происходит контакт при образовании замкнутой кольцевой связи. Указаны основные закономерности влияния параметров бандажной связи на уровень переменных напряжений в лопатках.

С помощью расчетных моделей различного уровня проведено исследование напряженного состояния елочного хвостовика рабочей лопатки турбины. Оценена эффективность применения рассматриваемых моделей для определения распределения напряжений в хвостовике. Показана возможность выбора оптимальных отклонений размеров при проектировании елочного замкового соединения рабочих лопаток.

Показано, что оценить влияние неравномерности набегающего потока на напряженное состояние рабочей лопатки можно по величинам нестационарных сил, полученных расчетным путем с использованием предложенного численного метода.

Приведены результаты аналитического исследования особенностей рабочих лопаток турбин с бандажными полками, имеющими плоские боковые стороны, по которым происходит контакт при образовании замкнутой кольцевой связи. Указано на основные подходы по их проектированию.

На підставі існуючих підходів до аналізу взаємодії контактних певерхонь Z-образних бандажних полиць (БП) робочих лопаток турбін розроблено методологію аналітичного визначення характеристик беззигових БП з урахуванням впливу точності виготовлення елементів робочого колеса. Виконано аналіз впливу конструктивних факторів на зношування контактних поверхонь і визначено з використанням тривимірних скінченно-елементних моделей закономірності впливу температури і наробітки на характеристики статичного напружено-деформівного стану робочих лопаток з різними типами бандажування. На підставі виконаних розрахункових досліджень та їх порівняння з даними експлуатації робочих лопаток ТСТ та 1-ї ступені ТВ встановлено, що вироблення контактних поверхонь БП у процесі тривалої експлуатації викликано зменшенням діючої на них нормальної сили внаслідок повзучості матеріалу лопаток. Одержані залежності дозволяють прогнозувати процес розвитку залишкового розвороту пера розгорнутих лопаток, що дає змогу запобігти небезпечним ситуаціям в експлуатації за рахунок проведення своєчасного ремонту лопаток. Здійснено розрахунково-експериментальні дослідження впливу типу і характеристик БП на вібронапруженість робочих лопаток турбін з урахуванням режимів експлуатації.

В результате расчетно-экспериментального анализа, а также анализа последствий реальных случаев столкновения с крупными птицами отечественных и зарубежных ТРДД, предложена расчетная модель ударного взаимодействия крупной птицы с рабочими лопатками вентилятора ТРДД и проведена ее верификация. С использованием выбранной модели проведено компьютерное моделирование процесса и последствий попадания крупной птицы в вентилятор современного ТРДД с широкохордными бесполочными рабочими лопатками. Предложен методический подход по определению степени опасности для двигателя последствий столкновения с крупной птицей.

Достигнуто падение уровня динамических напряжений в рабочих лопатках турбины за счёт снижения амплитуды аэродинамических возбуждающих сил. Проведены численные исследования по выбору закона распределения шагов соплового аппарата и угла наклона его лопаток, позволившие уменьшить амплитуды нестационарных аэродинамических сил, действующих на рабочие лопатки с частотой z-fn, где fn - частота вращения ротора, z - количество лопаток соплового аппарата. Численный результат подтверждён экспериментально падением величин резонансных напряжений на исследуемых частотах.

Охлаждаемые рабочие лопатки турбины являются деталями, определяющими надежность и ресурс газотурбинного двигателя. Как известно большинство случаев выхода из строя двигателя связано именно с разрушением рабочих лопаток турбины. Рабочие лопатки турбины в процессе работы испытывают высокие термические напряжения, напряжения от центробежных и газовых сил, а также динамические напряжения. Приведены методы обеспечения приемлемого уровня динамических напряжений в рабочих лопатках турбины. Рассмотрен один из наиболее эффективных методов - попарное бандажирование охлаждаемых рабочих лопаток турбины. Эффективность демпфирования таких рабочих лопаток зависит от гарантированного соприкосновения контактных поверхностей полок хвостовиков и бандажных полок и от оптимальности бандажной связи. В качестве объекта исследования выбраны охлаждаемые попарно бандажированные рабочие лопатки турбины с двигателя, на котором было несколько случаев разрушения рабочих лопаток турбины. Для оценки оптимальности бандажной связи исследуемых рабочих лопаток разработана схема расчета силы, действующей на контактные поверхности бандажных полок. По разработанной схеме выполнены расчеты сил, действующих на контактные поверхности бандажных полок, как исследуемых рабочих лопаток, так и для подобных охлаждаемых попарно бандажированных рабочих лопаток турбин, разработки ГП "Ивченко-Прогресс". После расчета силы, действующей на контактную поверхность бандажной полки, проведен анализ зависимости величины силы от геометрических параметров профиля пера. По полученным данным построен график зависимости напряжения в пере от относительной силы, действующей на контактную поверхность бандажной полки. Анализ графика зависимости позволил сделать вывод, что существует оптимальная сила, при которой динамические напряжения будут приемлемыми. Однако ввиду того, что представлена небольшая выборка охлаждаемых попарно бандажированных рабочих лопаток необходимо, продолжить работы по определению критериев оптимальности бандажной связи и по уточнению полученной зависимости.

Представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований собственных частот и форм колебаний попарно бандажированных охлаждаемых лопаток и их венцов с учетом возможной расстройки частот колебаний при гарантированном соприкосновении контактных поверхностей половинок хвостовика и бандажных полок. Объектом исследования служило рабочее колесо турбины высокого давления авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя. Разработаны 3D конечноэлементные модели лопаток и периода рабочего колеса как системы с конструктивной поворотной симметрией. Моделирование взаимодействия лопаток по контактным поверхностям бандажного и замкового соединений осуществлялось на основе решения статической задачи. Расчетно-экспериментальные исследования проводились для двух режимов эксплуатации двигателя: неработающий двигатель и установившийся максимальный взлетный режим. Приведены результаты для отдельных лопаток в изолированном состоянии. Показано хорошее согласование расчетных данных с экспериментальными. Установлено, что расстройка частот таких лопаток существенно зависит от номера формы колебаний, но на ее величину практически не влияет режим эксплуатации двигателя. Подтверждено возбуждение двух форм колебаний пары лопаток как регулярной системы при наличии расстройки их частот, близких к синфазной и антифазной. Соотношение между собственными частотами этих форм колебаний зависит от формы колебаний лопаток в изолированном состоянии. Показано, что возбуждение синфазной и антифазной форм колебаний пары лопаток обусловливает удвоение числа резонансных состояний рабочего колеса, что необходимо учитывать при разработке способов обеспечения их вибрационной надежности.

Представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований собственных частот и форм колебаний попарно бандажированных охлаждаемых лопаток и их венцов с учетом возможной расстройки частот колебаний при гарантированном соприкосновении контактных поверхностей половинок хвостовика и бандажных полок. Объектом исследования служило рабочее колесо турбины высокого давления авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя. Разработаны 3D конечноэлементные модели лопаток и периода рабочего колеса как системы с конструктивной поворотной симметрией. Моделирование взаимодействия лопаток по контактным поверхностям бандажного и замкового соединений осуществлялось на основе решения статической задачи. Расчетно-экспериментальные исследования проводились для двух режимов эксплуатации двигателя: неработающий двигатель и установившийся максимальный взлетный режим. Приведены результаты для отдельных лопаток в изолированном состоянии. Показано хорошее согласование расчетных данных с экспериментальными. Установлено, что расстройка частот таких лопаток существенно зависит от номера формы колебаний, но на ее величину практически не влияет режим эксплуатации двигателя. Подтверждено возбуждение двух форм колебаний пары лопаток как регулярной системы при наличии расстройки их частот, близких к синфазной и антифазной. Соотношение между собственными частотами этих форм колебаний зависит от формы колебаний лопаток в изолированном состоянии. Показано, что возбуждение синфазной и антифазной форм колебаний пары лопаток обусловливает удвоение числа резонансных состояний рабочего колеса, что необходимо учитывать при разработке способов обеспечения их вибрационной надежности.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.41-042.03

Рубрики:

Авіаційні газотурбінні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.413-08

Рубрики:

Двоконтурні турбореактивні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати розрахункового дослідження впливу розладу частот коливань лопаток вінця робочого колеса компресора на напружений стан міжпазових виступів диска (МПВД) за дії відцентрових сил і порівняння одержаних результатів із даними експериментальних випробувань у лабораторних умовах. Аналіз раніше виконаних експериментально-розрахункових досліджень зі з'ясування можливих причин руйнування МПВД показав, що їх напруженість залежить від товщини ободу диска та форми коливань лопаток і неминучого їх розладу, а також вказує на необхідність проведення подальших досліджень з визначення причин появи тріщин і можливих руйнувань міжпазових виступів дисків компресорів авіаційних газотурбінних двигунів (АГТД). Для вирішення задачі обрано робоче колесо 1-ї ступені компресора низького тиску АГТД Д-36, для якого характерна відсутність бандажних полиць між лопатками та наявність їх кріплення з диском за допомогою трапецієвидного пазу типу "ластівкин хвіст" із плоскими робочими поверхнями. Для досягнення мети роботи розглядались дві модифікації диска робочого колеса з різною товщиною ободу. Для проведення обчислювальних експериментів із визначення характеристик напруженого стану міжпазових виступів використано тривимірне скінченноелементне моделювання робочого колеса. Достовірність розробленої скінченноелементної моделі підтверджено добрим узгодженням отриманих результатів розрахунку напруженості МПВД компресора обох модифікацій за дії відцентрових сил із даними експериментальних випробувань в лабораторних умовах, а також порівнянням з результатами розрахунку частот коливань диска за допомогою стрижневих моделей робочих коліс, що розглядаються. Наведені результати обчислювальних експериментів вказують на можливість зниження вібронапруженості шляхом аналізу та вибору характеристик, які впливають на жорсткість зв'язку лопаток, що має важливе практичне значення для підвищення вібраційної надійності компресорів робочих коліс АГТД.