71. Физическое моделирование. Модельный эксперимент. Физическое подобное моделирование.
Физическое моделирование – заключается в установлении необходимых опытных расчетных факторов и составлении уравнения, описывающего объект, т.е. его расчетные модели.
Признаки, которые необходимо учитывать при составлении физических моделей.
Трудность или невозможность опытного исследования оригинала.
Трудность составления математического описания объекта.
Сложность решения и неоднозначность.
Суть метода: по виду математического описания подбирается или создается материальный объект с аналогичным математическим описанием
Рассматривается коэффициент между сходственными физическими описаниями величин. Аналогично устанавливаются связи на результаты опыта, подтверждается достоверность полученной зависимости.
При составлении расчетной модели из всех возможных методик выбирается та, которая обеспечит наиболее простое решение.
Моделирование физических объектов
Подробно рассматриваем объект моделирования, выделяем существенные и несущественные свойства.
Рассматриваем влияние одного объекта на другой.
Объект разделяем на части с учетом отличий.
Для каждого объекта рассматриваем взаимное влияние.
Выбираем расчетную модель, если это не возможно, то составляем новое. В этом случае необходимо учесть, что свойство физических тел зависит от геометрических форм.
Выполняем расчет.
Используя полученные значения, составляем расчетную модель.
Вводим масштабный коэффициенты, которые позволят перенести результаты расчетов на исследуемый объект.
Определяем точность.
Точность физического моделирования.
При физическом подобном моделировании оригинал и модель являются материальными подобными объектами, составление которых характеризуется определенными величинами с независимыми и зависимыми размерностями.
Погрешность моделей вызывают два фактора: неточность математических зависимостей и неточность численных значений.
Физическое подобие – это подобие физических свойств исследуемых объектов при этом все свойства выражаются безразмерными величинами.
72. Магнитная и вихревая дефектоскопия деталей гтд.
Магнитная дефектоскопия основана на исследовании искажения магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов.
Индикаторами могут служить: магнитный порошок, магнитная лента, феррозонд, индукционная катушка, датчик Холла, магниторезистор.
Данный метод позволяет обнаруживать следующие дефекты: трещины, раковины, непровары, расслоения.
Разновидностью электрических методов диагностирования является метод вихревых токов, основанный на их свойстве изменяться на дефектных участках детали.
Вихревые дефектоскопы бывают ручные, полуавтоматические и автоматические.
Вихревая дефектоскопия позволяет обнаруживать трещины, раковины, волосины, грубые поверхностные дефекты.
57. Основные тенденции развития технологических методов изготовления основных деталей гтд
Новые технологии:
РЛ Вентилятора:
- полые титановые
- полые из КМ
- сплошные из углепластика
Диффузионная сварка
Суперпластическое формование
Блиски (электрохимическая обработка, сварка трением)
Лазерное упрочнение лопаток
Плавка с холодным подом Тi-сплавов
Блинги и центробежные колеса из KM (Ti-SiC)
Сегментные конструкции
(в т.ч. из KM (Ti-SiC)c развитой перфорацией)
Лазерное сверление
Корпуса и др. статорные детали из КМ на металлической и керамической матрицах
РЛ-безуглеродистый монокристалл 3-го поколения
Термобарьерное покрытие
Охлаждение типа ламиллой и supercooling
Ремонтопригодный торец
Диски из гранулируемых сплавов 2-го поколения (ГИП с изотерм, штамповкой)
Новые технологии используются в создании следующих элементов:
-3D широкоходные малошумные вентиляторы
-высоконагруженные
компрессора z=5…6
- малоэмиссионные камеры сгорания большого ресурса
- высоконагруженные турбины большого ресурса
Изготовлении лопаток методом ЭХО на станках с ЧПУ
Объемная электрохимическая обработка (ЭХО), освоенная в ОАО "Рыбинские моторы", позволяет сократить цикл изготовления первого комплекта лопаток новых ГТД, повысить газодинамическую устойчивость, снизить разброс частот собственных колебаний, повысить их усталостную прочность за счет уменьшения остаточных напряжений при обработке.Исследования показали, что прочность лопаток при этом повысилась на 10% по сравнению с механической обработкой, резко снизилась их себестоимость.
Метод направленной кристаллизации (НК)
Лопатки в процессе работы испытывают статические, циклические и термоциклические напряжения. Основные причины разрушений лопаток - микропористость, присущая литью, и границы зерен материала, которые могут являться концентраторами напряжений. Метод направленной кристаллизации (НК) либо образует столбчатую структуру зерен, что исключает появление поперечных границ зерен, либо образует единый монолитный кристалл, повышая механические характеристики лопатки.
Биметаллические конструкции и констр. “блиск”
блиск осевой турбины и блиск компрессора, применение которых позволяет минимизировать массу рабочего колеса турбины и компрессора при одновременном резком увеличении ресурса. Важной задачей при решении этой проблемы является создание надежного соединения лопатки с диском, а также восстановление блиска при выходе из строя одной или нескольких лопаток.
Для изготовления таких биметаллических конструкций можно применить способ изотермической штамповки, позволяющий соединить лопатки и диск, выполненные из различных сплавов.
Использование для замковой части лопатки более прочного при соответствующих условиях работы сплава, позволяют уменьшить массу рабочего колеса, а его ресурс увеличить.