Проанализированы особенности прогнозирования прочности дисперсно-упроченных сплавов на основе никеля. Предложена методика фирмы "Вибро-Метер С.А." для надежного диагностирования состояния турбомашин в эксплуатации. Осуществлены числовое моделирование испытаний на малоцикловую усталость высоконагруженных деталей ГТД, а также имитационное моделирование акустических сигналов для виброакустической диагностики усталостных трещин в лопатках газотурбинных двигателей. Проанализирован опыт прочностной и металлургической оценки работоспособности лопаток турбин авиационных ГТД.

Висвітлено результати фундаментальних і прикладних досліджень з проблем динаміки та міцності високонавантажених елементів газотурбінних двигунів (ГТД), які широко експлуатуються в авіації, судноплавстві, енергетиці, газотранспортних системах і інших галузях. Проаналізовано питання прискореного визначення характеристик опору втомі сплавів на основі нікелю. Розкрито можливості застосування методу початкових параметрів під час дослідження задач про вимушені коливання. Розглянуто проблеми підвищення ударної в'язкості низьковуглецевої сталі під дією електроімпульсної обробки. Увагу приділено математичному моделюванню міцнісної надійності елементів турбоагрегатів. Вивчено вплив залишкових стискувальних напружень у вістрі тріщини на її поширення в лопатках ГТД. Запропоновано методику дослідження температурних полів модельного ролика машини безперервного лиття заготовок.

Освещены результаты фундаментальных и прикладных исследований по проблемам динамики и прочности высоконагруженных элементов газотурбинных двигателей (ГТД), которые широко эксплуатируются в авиации, судоходстве, энергетике, газотранспортных системах и других отраслях. Проанализированы вопросы ускоренного определения характеристик сопротивления усталости сплавов на основе никеля. Раскрыты возможности применения метода начальных параметров при исследовании задач о вынужденных колебаниях. Рассмотрены проблемы повышения ударной вязкости низкоуглеродной стали под действием электроимпульсной обработки. Уделено внимание математическому моделированию прочностной надежности элементов турбоагрегатов. Изучено влияние остаточных сдавливающих напряжений в острие трещины на ее распространение в лопатках ГТД. Предложена методика исследования температурных полей модельного ролика машины беспрерывного литья заготовок.

Наведено результати фундаментальних і прикладних досліджень з проблем динаміки та міцності високонавантажених елементів турбомашин, які застосовуються в авіації, судноплавстві, енергетиці, газотранспортних системах. Розглянуто питання оптимального проектування неоднорідно зміцнених приповерхових шарів металічних систем з урахуванням умов фрикційних навантажень. Висвітлено особливості моделювання несталих теплових і термонапружених станів матеріалу лопаток газових турбін в околі концентраторів напружень конструкційно-експлуатаційних походжень. Увагу приділено проблемам оцінювання втомного ресурсу елементів конструкцій з урахуванням пікових навантажень, аналізу появи дефектів в елементах авіаційних двигунів з форсажною камерою згоряння, виявленню втомних тріщин у маловуглецевій сталі з концентратом напружень, моделюванню зношування робочих органів машин в абразивному середовищі.

The basic principles of the experimental-and-computational complex for predicting the subsonic flutter stability of aircraft gas turbine compressor blading are stated. Based on the approaches of physical modeling of phenomena observed under full-scale conditions, the similarity criteria are defined, which allow modeling the behavior of blade assemblies at their interaction with flow. The methodology for the experimental determination of non-stationary aerodynamic forces and moments acting on blades during their in-flow vibrations; the calculation of the dynamic stability of a blade assembly against flutter; the aerodynamic rig design and peculiar features of its components to perform testing of airfoil cascades are described. The results of testing of the developed experimental-and-computational complex are presented.

Наведено результати дослідження впливу податливості опор і механічної зв'язаності об'єднувальних плат, розташованих у блоках радіоелектронної апаратури, на рівень їх коливань.

Изложены результаты фундаментальных и прикладных исследований по проблема динамики и прочности высоконагруженных элементов турбомашин, которые эксплуатируются в авиации, судоходстве, энергетике, газотранспортных системах и других отраслях. Исследованы гидродинамические силы в щелевом уплотнении и проанализировано их влияние на динамику ротора центробежной машины. Осуществлено математическое моделирование процессов накопления повреждений при мало- и многоцикловой усталости. Предложена компьютерная система визуализации дефектов при вихретоковом контроле. Проведена диагностика повреждений лопаточного апарата газотурбинных двигателей на основе анализа спектра его собственных колебаний. Определены причины разрушения рабочих колес центробежных компрессоров. Рассмотрена методика определения длительной прочности лопаток из монокристаллических сплавов, задачи оптимального проектирования многослойных пластин из электровязкоупругих материалов. Изложена методика повышения точности определения механических характеристик турболопаточных материалов при испытании на растяжение.

Окреслено головні віхи історії Інституту проблем міцності ім. Г. С. Писаренка, формування в установі наукових шкіл. Розглянуто основні напрями діяльності Інституту, найвагоміші наукові здобутки і практичну значущість одержаних результатів.

Доповідь присвячено актуальним і практично значущим, з огляду на пріоритетні напрями розвитку економіки України, результатам наукових досліджень з розроблення методів та засобів підвищення надійності газотурбінних двигунів, насамперед авіаційних, а також підвищення ресурсу конструктивних елементів і вузлів авіаційної техніки.

Наведено результати числових розрахунків щодо визначення закономірностей впливу параметрів дихаючої тріщини утоми нормального відриву на вихідній кромці пера лопатки авіаційного газотурбінного двигуна, яка зумовлює нелінійність коливальної системи, на характеристики її вимушених згинних коливань. Їх порівняння з аналогічними даними для стрижня прямокутного поперечного перерізу показало задовільний збіг. Розрахунок вібродіагностичних показників наявності пошкодження виконано з використанням розроблених скінченноелементних моделей об'єктів досліджень, вимушені коливання яких збуджувалися кінематичним переміщенням закріплених торцевих елементів. Дихаючу тріщину змодельовано у вигляді математичного розрізу, а непроникнення її берегів забезпечується розв'язанням контактної задачі їх взаємодії. Задачу вимушених коливань системи розв'язано з використанням методу Ньюмарка та швидкого перетворення Фур'є. Одержані амплітудно-частотні характеристики непошкодженого та пошкодженого пера лопатки свідчать про зростання розсіювання енергії в системі за наявності дихаючої тріщини. Як вібродіагностичні показники наявності пошкодження вибрано зміну резонансної частоти коливань об'єкта дослідження з тріщиною, відношення амплітуд домінуючих гармонік переміщень та пришвидшень: першої до другої за супер- та другої до першої у разі основного і субгармонічного резонансів. Установлено, що найбільш чутливим показником наявності тріщин є відношення амплітуд домінуючих гармонік пришвидшень за супергармонічного резонансу та відношення амплітуд домінуючих гармонік переміщень за субгармонічного резонансу.

15 травня 2019 р. виповнюється 90 років видатному українському вченому в галузі механіки деформівного твердого тіла та динаміки і міцності машин, заслуженому діячеві науки і техніки України, лауреату Державних премій у галузі науки і техніки УРСР, СРСР та України, премії імені Г. С. Писаренка НАН України, доктору технічних наук, професору, академіку НАН України Валерію Трохимовичу Трощенку.

10 листопада 2019 р. виповнюється 90 років видатному українському вченому-механіку, заслуженому діячу науки УРСР (1982), лауреату Державної премії СРСР в галузі науки і техніки (1982), премій ім. О. М. Динника (1985) та ім. Г. С. Писаренка (2008) НАН України, доктору фізико-математичних наук (1976), професору (1982), академіку НАН України (2006) Валентину Володимировичу Матвєєву.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551.41-042.03

Рубрики:

Авіаційні газотурбінні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено результати обчислювальних експериментів із визначення впливу параметрів бандажного зв'язку робочих лопаток на їх вимушені коливання на прикладі пакета з двох лопаток. Задача вирішувалась при варіюванні кута нахилу бандажних полиць як параметра їх контактної взаємодії й амплітуди кінематичного збудження коливань, зумовленого гармонічним переміщенням кореневого перерізу пакета. Як характеристики вимушених коливань лопаток прийнято їх амплітуду переміщень у площині коливань пакета й інтенсивність напружень у пері лопатки. Для проведення досліджень використано скінченноелементні моделі пакета лопаток, які побудовано за допомогою лінійних 8- та 4-вузлових контактних скінченних елементів. Отримано залежності вибраних характеристик вимушених коливань у пері лопаток від кута нахилу контактних поверхонь їх бандажних полиць до площини обертання робочого колеса та рівня кінематичного збудження коливань пакета. Показано, що зміна кута суттєво впливає на характеристики напруженого стану досліджуваних лопаток і призводить до появи локального мінімуму характеристик їх вимушених коливань. При цьому збільшення амплітуди кінематичного переміщення кореневого перерізу пакета зумовлює зростання жорсткості бандажного зв'язку лопаток та зниження викликаного ним розсіювання енергії.

12 листопада 2020 р. наукова громадськість відзначає 110 років від дня народження всесвітньо відомого українського вченого в галузі механіки деформівного твердого тіла, заслуженого діяча науки України, засновника Інституту проблем міцності НАН України, доктора технічних наук (1949), професора (1950), академіка НАН України (1964) Георгія Степановича Писаренка.

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.