Приведены результаты расчетного исследования влияния ползучести материала на напряженно-деформированное состояние сильнозакрученных бандажированных рабочих лопаток турбин, характеризующихся большим углом естественной закрутки концевого сечения по отношению к корневому. Установлено, что активация процессов ползучести материала лопаток в условиях эксплуатации приводит к потере натяга по бандажным полкам, возникновению остаточного разворота и изменению напряженности лопаток. Показано, что использование Z-образных бандажных полок в сильнозакрученных рабочих лопатках позволяет, несмотря на значительную величину остаточного разворота пера и снижение уровня контактных напряжений в бандажной связи, достичь требуемого их ресурса.Создание авиационных газотурбинных двигателей, отвечающих современным требованиям по ресурсу, особенно его горячей части, требует не только более совершенных методов проектирования, но и анализа работоспособности и повреждаемости в течении ресурса с целью поиска резервов, направленных на повышение надежности. Одними из самых сложных и теплонапряженных узлов современного газотурбинного двигателя, являются лопатки соплового аппарата турбины высокого давления, непосредственно воспринимающие высокую температуру газа на выходе из камеры сгорания и имеющие развитую систему конвективно-пленочного охлаждения. Ресурс сопловых аппаратов современных авиационных газотурбинных двигателей может составлять десятки тысяч часов. При этом наработка на максимальном режиме может достигать только несколько сотен часов. Существует мнение, что повреждаемость сопловых лопаток на двигателе происходит в основном в жарких климатических зонах. Тем не менее, как показывает анализ расчетных исследований для современных авиационных газотурбинных двигателей такие утверждения ошибочны. Непосредственным следствием действия повышенных температур и высоких термических напряжений является ползучесть материала. Проведено расчетное исследование влияния ползучести материала лопаток соплового аппарата турбины высокого давления в различных условиях эксплуатации двигателя на их работоспособность. Показано, что с увеличением высоты полета рабочая температура сопловой лопатки начинает увеличиваться, и процессы ползучести ускоряются для всех климатических зон эксплуатации. Поскольку с увеличением высоты полета разница в температурах для разных климатических зон постепенно уменьшается, то на большой высоте, где температура в разных климатических зонах отличается незначительно, процессы релаксации напряжений протекают одинаково. При этом с увеличением температуры процессы ползучести протекают быстрее, и уровень напряжений, до которого происходит релаксация напряжений, становится ниже. Таким образом с повышением высоты полета повреждаемость в холодных условиях приближается к таковой в нормальных и жарких условиях, а на больших высотах может быть даже выше. Установлены закономерности влияния климатических условий и высоты полета на напряженность лопаток сопловых аппаратов турбин высокого давления и их работоспособность, на основании которых показана необходимость учета наработки двигателя в различных климатических условиях при определении ресурса сопловых лопаток.

  Повний текст PDF - 494.933 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

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