Проведено вивчення методів дослідження та оцінок властивостей лопаток турбін охолоджуваної конструкції за термомеханічного навантаження. Мета роботи - огляд світових досягнень провідних підприємств та науково-дослідних установ у питанні втомних випробувань лопаток турбін за комплексного навантаження (циклічний температурний вплив, динамічне та статичне навантаження), та стану цієї теми на підприємствах України та пропозиції щодо її подальшого вивчення. В результаті аналізу публікацій і наукових статей можна дійти висновку, що спеціалізовані науково-дослідні інститути та провідні авіадвигунобудівні підприємства з кінця XX ст. займаються вивченням властивостей лопаток турбін в умовах їх роботи у складі двигуна. У світовій практиці існують розрахункові та експериментальні методики термомеханічних випробувань лопаток турбін. Ці випробування направлені на визначення найбільш пошкоджувальних навантажень, встановлення режимів польотного циклу, за яких фіксуються ці навантаження. В результаті визначено, що найбільшу загрозу міцності лопаток турбін несуть перехідні режими роботи двигуна, які є нетривалими за часом (вимірюються у секундах), але при цьому за яких проходить зміна параметрів температурного поля, навантаження від осьових і відцентрових сил. І саме циклювання зазначених параметрів призводить до зниження циклічної довговічності лопаток турбін, особливо охолоджуваної конструкції (наявність перфорацій, внутрішніх охолоджуючих каналів, інших конструкційних елементів призводить до ускладнення об'ємно-напруженого стану лопаток). Проаналізовано різні кристалографічні структури лопаток, їх зв'язок з об'ємно-напруженим станом; наведено приклади досліджень, які проводилися на українських підприємствах та їх результатів, які підкреслюють необхідність подальших експериментів у сфері оцінки характеристик міцності за комплексного циклічного навантаження. Розглянуто приклад установки для випробувань замкових з'єднань лопаток і зразків шестерень, яка може бути адаптована для випробувань лопаток у разі трикомпонентного навантаженя (температурні, динамічні навантаження та імітація впливу відцентрових сил). Зроблено висновок, що при використанні виключно розрахункових методів не можна достовірно оцінити рівень напружень та їх розподіл у зв'язку з тим, що розрахунки лімітовані граничними умовами, які задаються згідно з можливостями тої чи іншої розрахункової моделі. Підводячи підсумок, можна зазначити, що оцінку міцності лопаток при термомеханічному навантаженні доцільно починати з кількох серій випробувань зразків матеріалу лопаток із метою вивчення впливу температурних і силових циклів навантажень, впливу орієнтації вектора навантаження по відношенню до кристалографічної орієнтації лопатки. Зазначено, що також важливими є випробування натурних лопаток за термомеханічного навантаження, тому що у процесі випробувань зразків не відтворюються особливості об'ємно-напруженого стану матеріалу при реальній роботі лопаток у складі двигуна. Вищевказане тягне за собою розробку методів і спеціалізованих установок для термомеханічних випробувань.

 Наукова періодика України 

---

Додаткова інформація про автора(ів) публікації:
(cписок формується автоматично, до списку можуть бути включені персоналії з подібними іменами або однофамільці)

• Торба Юрій Іванович (педагогічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"