2.4 Определение суммарных напряжений

Суммарные напряжения в пере лопатки представляет собой сумму напряжений растяжения от действия центробежных сил и изгиба от действия газодинамических сил:

(2.10)

Расчёт на изгиб от газодинамических сил не производится ввиду недостатка исходных данных. Суммарное напряжение определяется из условия:

(2.11)

2.5 Распределение температуры в рабочих лопатках

У лопаток компрессора низкого давления первой ступени температуру во всех сечениях лопатки по длине можно считать постоянной и принять равной температуре на выходе из входного устройства двигателя. Поэтому принимаем для расчетов температуру, равной 20ºС.

2.6 Определение запаса прочности лопатки

Основным критерием прочности лопатки является запас прочности по напряжениям. Запас прочности представляет собой отношение предельного напряжения, при котором происходит разрушение материала, к наибольшему напряжению, действующему в каком-либо сечении или точке лопатки.

В качестве предельного напряжения принимаем предел прочности . Для температуры в сечениях рабочей лопатки по справочнику [3] определяем пределыдля всех сечений. Результаты заносим в таблицу 2.1

Запас прочности по напряжениям вычисляется по формуле:

 (2.18)

Составляем итоговую таблицу исходных и расчётных данных по сечениям пера рабочей лопатки (табл.2.1).

Таблица 2.1–Исходные и расчетные данные по сечениям пера рабочей лопатки

№	, м	F, м^2		, МПа	, МПа	, МПа
0-0	0,335	24,37·10^-5	20	0	0	950
1-1	0,287	29,74·10^-5	20	132,26	188,94	950	5,02
2-2	0,239	35,9·10^-5	20	224,5	320,71	950	2,96
3-3	0,191	43,51·10^-5	20	283,61	405,15	950	2,34
4-4	0,143	58,26·10^-5	20	289,04	412,91	950	2,3

На основе полученных расчётных данных строим графики изменения растягивающих напряжений, суммарных напряжений и коэффициентов запаса прочности вдоль пера лопатки (рис.2.2,2.3).

Рисунок 2.2 – Изменение суммарных и растягивающих

напряжений вдоль длины лопатки.

Рисунок 2.3 – Изменение запаса прочности по напряжениям

вдоль пера лопатки

На основе анализа полученной зависимости изменения запаса прочности вдоль пера лопатки делаем вывод, что опасным является сечение 4-4, поскольку в этом сечении запас прочности является минимальным.

Для опасного сечения проверяем выполнение условия прочности:

> [] (2.19)

– минимальное значение запаса длительной статической прочности

[] – допускаемый запас длительной статической прочности

[] = 2,0…2,5

= 2,3

2,3 > 2,0 – условие прочности выполняется.

Вывод: определили величины напряжений растяжения от действия инерционных сил, суммарных напряжений, действующих в различных сечениях пера рабочей лопатки компрессора низкого давления двигателя

Р–95Ш, а также рассчитали запасы прочности в этих сечениях. На основе расчётных данных определили опасное сечение и проверили выполнение условия прочности в этом сечении.