С помощью полупространственных моделей проведена оценка трех вариантов конструкции охлаждаемой лопатки турбины. Показано, что при смещении охлаждающего канала происходит уменьшение термических напряжений и увеличивается ресурс лопатки.

Представлен анализ описанных в литературе методов моделирования контактного взаимодействия при расчетах статической и динамической прочности лопаток ГТД. Показано значительное влияние условий работы соединений на распределение и локализацию статических и динамических напряжений. Предложены способы совершенствования методов ресурсного проектирования и повышения прочностной надежности лопаток путем учета контактного взаимодействия в расчетных методиках.

Проанализированы возможные технологические отклонения при производстве лопаток авиационных ГТД. Представлены результаты расчетного исследования по влиянию технологических отклонений в соединениях "лопатка-диск" (в пределах допуска) на напряженно-деформированное состояние лопаток с учетом контактного взаимодействия.

Исследовано влияние температурного состояния лопаток и частоты вращения ротора на спектр собственных частот (ССЧ) и форм колебаний в зависимости от кристаллографической ориентации (КГО) монокристаллической лопатки. На основании выполненных расчетов установлено, что влияние температурного состояния лопаток на ССЧ колебаний мало зависит от КГО лопаток. Влияние частоты вращения ротора на ССЧ колебаний зависит от КГО и конструкции лопатки.

Рассмотрены возможности использования компьютерного моделирования, расчетных моделей высокого уровня. Приведены различные варианты конструкций с уменьшенным уровнем напряжения, что ведет к увеличению расчетного циклического ресурса.

Показана возможность использования моделирования теплового, вибрационного и напряжённо-деформированного состояний; опыта создания и эксплуатации авиадвигателей для обеспечения прочности и установления ресурсов авиационных ГТД.

Рассмотрена методология, уточняющая схему нагружения корпусов статора и узлов подвески двигателя к самолету при статических испытаниях.

Даны рекомендации по определению комплексов влияния материала, конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов при установлении ресурсов ретроспективным методом.

С использованием трехмерных моделей монокристаллических рабочих лопаток установлены закономерности влияния кристаллографической ориентации осей материала на формирование спектра собственных частот и форм их колебаний. Предложен расчетно-экспериментальный метод определения предела выносливости монокристаллических лопаток, что позволяет значительно сократить объем испытаний при одновременном повышении достоверности их результатов.

Проанализированы результаты испытаний на прочность роторов различных авиационных двигателей, выполнен сравнительный анализ запасов прочности наиболее нагруженных деталей роторов. Показано, что для роторов новых авиационных двигателей испытания на прочность при превышении частот вращения можно оценивать расчетно-экспериментальным методом, с учетом проведенных испытаний на серийных двигателях.

Рассмотрены градиенты упругопластических напряжений в критических зонах дисков авиационных ГТД. Показано, что характер градиентов напряжений различается для различных видов концентраторов, а значение градиента зависит от геометрии диска. Предложено использовать градиент напряжений в качестве критерия, определяющего кинетику напряженно-деформированного состояния в зонах концентрации.

Рассмотрены факторы, влияющие на экономическую оптимальность величины ресурса авиадвигателей. Приведено определение стоимости одного часа жизненного цикла двигателя CFM56-3. Представлены необходимые условия повышения экономической эффективности эксплуатации авиационных ГТД.

Исследованы особенности колебаний центробежных колес (ЦБК) и рабочих лопаток осевых ступеней компрессоров авиационных ГТД. Изложены основные принципы и практические рекомендации по выбору допустимого уровня разночастотности ЦБК. Проведено исследование влияния различных конструктивно-технологических факторов и мероприятий на собственные частоты и вибронапряженность ЦБК.

Представлены результаты вычислительных экспериментов по определению влияния обрыва фрагмента лопатки на возможные повреждения рабочего колеса и корпуса газотурбинного двигателя, полученные с использованием трехмерной расчетной модели. Ее достоверность подтверждена хорошим согласованием данных расчетов и испытаний двигателя.

Проанализировано влияние конструктивных, технологических и газодинамических факторов на уровень динамических напряжений в центробежных колесах авиационных ГТД. Предложены практические методы снижения их динамической напряженности.

Исследовано влияние азимутальной кристаллографической ориентации на прочность монокристаллических охлаждаемых рабочих лопаток с учетом особенностей их системы охлаждения. Установлено, что совершенствование системы охлаждения и рациональный выбор азимутальной кристаллографической ориентации монокристаллических охлаждаемых рабочих лопаток турбин обеспечивает повышение их надежности и ресурса.

Представлены результаты численных исследований по определению особенностей спектра собственных колебаний уплотнений газотурбинных двигателей с учетом их конструктивно-технологических факторов. Предложены рекомендации по повышению их надежности и эффективности.

Разработаны 2D и 3D модели охлаждаемой рабочей лопатки турбины высокого давления и проведен сравнительный анализ результатов расчетов, полученных с помощью этих моделей. На основании результатов расчетов, проведенных в 2D и 3D постановке, установлены закономерности между НДС исследуемых рабочих лопаток, рассчитанных с помощью различных расчетных моделей. Показано, что для достоверной оценки напряженного состояния охлаждаемых рабочих лопаток турбин, обладающих высокой надежностью и требуемым ресурсом, необходимо как применение конечноэлементных 3D расчетных моделей, учитывающих условия их взаимодействия по контактирующим поверхностям, так и достоверных критериев прочности.

Проведено сравнение результатов расчетов теплового и напряженного состояний попарно бандажированных охлаждаемых рабочих лопаток турбин, полученных с помощью 2D и 3D расчетных моделей с учетом процессов ползучести материала. Анализ результатов расчетов в 3D постановке позволил более точно оценить изменение напряженного состояния исследуемых лопаток в течение наработки.

С помощью метода конечных элементов исследовано влияние монтажного натяга (МН) по контактным поверхностям бандажных полок на напряженно-деформированное состояние турбинной лопатки и потерю натяга по полкам в процессе эксплуатации. Показана возможность выбора оптимального МН на стадии проектирования и доводки двигателя.