Способ определения нормы местной допустимой глубины повреждения кромок пера лопатки осевого компрессора

 

Изобретение позволяет повысить точность определения допустимой нормы путем определения спектра собственных частот колебаний пера лопатки и эпюр распределения максимальных амплитудных напряжений на кромках пера в диапазоне рабочих частот вращения ротора компрессора. По этим эпюрам определяют их огибающую и по ней - коэффициент местного избыточного запаса прочности по формуле K<SP POS="POST">изб</SP>=σ<SB POS="POST">а</SB>/σ @ [K @ <SB POS="POST">M</SB>], где σ<SB POS="POST">а</SB> - предел выносливости пера с учетом ассиметрии цикла и температуры

σ @ -значение огибающей максимальной амплитуды напряжения пера

[K @ <SB POS="POST">M</SB>] -запас прочности, регламентированный нормами. На эталонной лопатке наносят забоину и проводят цикл усталостных испытаний до появления трещины. По результатам испытаний определяют зависимость величины эффективного коэффициента концентрации напряжения от глубины повреждения и сравнивают этот коэффициент с коэффициентом местного избыточного запаса прочности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 щ)5 0 01 М 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4343321/25-06 (22) 19. 11. 87 (46) 30.06,90, Бюл. У 24 (71) Московский институт инженерон гр ажданской ави ации (72) Е, С,Метелкин и Г, Г. Белоусов (53) 621.515 (088.8) (56) Анторское свидетельство СССР

У 1363952, кл. G 01 М 9/00, 1985.

1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМ>! МЕСТНОЙ . ДОПУСТИМОЙ, ГЛУБИНЫ ПОВРЕЖДЕ НИЯ КРОМОК ПЕРА ЛОПАТКИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА (57 ) Изобретение позволяет повысить точность определения допустимой нормы путем определения спектра собственных частот колебаний пера лопатки и эпюр распределения максимальных амплитудных напряжений на кромках пера н диИзобретение относится к компрессоростроению и, в частности, к способу определения нормы местной допустимой глубины, повреждения кромок пера лопатки осевого компрессора.

Цель изобретения — повышение точности определения допустимой нормы.

На фиг. 1 показана лопатка1с нанесением на ней узловых линий колебаний пера; на фиг, 2 — распределение эпюры напряжения спектора колеба)ий пера лопатки; на фиг, 3 — график изменения коэффициента местного избыточного запаса прочности по длине лопатки; на фиг. 4 — график зависимости коэффициента эффективной концентрации напряжения от глубины забоины и материала лопатки. апазоне рабочих частот вращения ротора компрессора. По этим эпюрам определяют их огибающую и по ней — коэффициент местного избыточного запаса и прочности по формуле К,) = 6 /6 1 tX ), где Ь с, — предел ныно слин ости пер а с учетом ассиметрии цикла и температуры; Й, - значение огибающей максимальной амплитуды напряжения пера, К „) „, )запас прочности, регламентированный нормами, На эталонной лопатке наносят эабоину и пронодят цикл усталостных испытаний до появления трещины. По результатам испытаний определяют занисимость величины эффективно коэффициента концентрации напряжения от глу-

® бины повреждения и сравнивают этот коэффициент с коэффициентом местного избыточного запаса прбчности, 4 ил.

Способ определения норовы местной допустимой глубины повреждения кромок

1 пера 2 лопатки осевого компрессора реализуется следующим образом.

Опр еделя ют методо м те из ометриров ания спектора собственных частот колебаний пера 2 лопатки и эпюр распределения максимальных амплитудных напряжения на кромках 1 пера 2 в диапазоне рабочих частот вращения ротора компрессора. Затем по этим эпюрам определяют огибающую максимальных вели- чин амплитудных напряжений и по полученной огибающей определяют коэффициент местного избыточного запаса прочности по формуле

vs& 5

61 Ф vm J

1575074

r де о — предел выно сли «о сти пер а лоч патки с учетом ассиметрии цик-ла и температуры; б " значения огибающей максимальМ -5 ной амплитуды напряжения пера лопатки, 1Х ) — апас прочности, регламентиро4m ванный нормами.

На эталонной лопатке, выполненной из материала исследуемой лопатки, на| носят забоину на кромку 1 пера 2 на

Глубину и проводят усталостные ис"

1пытания этой лопатки, создавая постоянное по абсолютной величине во време-15 ,Ии амплитудное напряжение и постепенI j но увеличивая глубину h> забоины до тех пор, пока при заданном напряжении в зоне забоины не появится уста1 лостная трещина, Проводят аналогичные 20 усталостные испытания для других испытаний определяют зависимость коэффици ент а э ффектив ной к онцентр ации напряжения К, от глубины забоины h» т.е. К =

=f(h ) где h — относительная величи- 5

3 Ъ на забоины, 3 — ширина хорды лопатки.

Норму местной допускаемой глубины повреждения кромки 1 пера 2 лопатки определяют путем сравнения коэффициента местного избыточного запаса проч-, чз6 ности К „, с коэффициентом эффективной концентрации напряжений К>, т,е.

К =Х и из этого равенства опредеяз6

",).= Ь ляют h. через функцию K@=f(h

Если К, будет больше максимальи з 6 ного значения коэффициента эффектив35 ной концентрации напряжения Х „, то глубину забоины h > определяют из условия обеспечения максимальных статических запасов прочности.

Фор мул а изобретения

Способ определения нормы местной допустимой глубины повреждения кромок пера лопатки осевого компрессора, включающий определение спектора собственных частот колебаний пера лоцатки и эпюр распределения максимальных амплитудных напряжений на кромках пера в диапазоне рабочих частот вращения ротора компрессора, о т л и ч a— ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения допустимой корж,-наносят забоины на кромку пера эталонной лопатки, проводят ее усталостные испытания и в случае возникновения усталостной трещины по результатам испытаний определяют зависимость коэффициента эффективной концентрации напряжения от глубины забоины, в противном случае увеличивают глубину забоины и повторяют усталостные испытания до возникновения усталостной трещины, по эпюрам распределения максимальных амплитудных напряжений определяют огибающую этих эпюр в диапазоне спектора собственных частот колеоаний пера лопатки и по ней определяют коэффициент местного избыточного запаса прочности по формуле изб 6О, К э

4 1щ где 6 „ - предел выносливости пера лопатки с учетом ассиметрии цикла и температуры;

6 — значение огибающей максимальной амплитуды напряжения пера лопатки, 1 К ) — запас прочности, регламентированный нормами, норму местной допустимой глубины повреждения кромки пера определяют путем сравнения коэффициента местного избыточного запаса прочности с коэффициентом эффективной концентрации напряжения °! 575074

1575074 дюпапиш аг пштаM ЙЯЮИЙНЫ

ОГО СПЛИЬ2 ЮГ

Составитель Ю,Антипов

Техред H,„

Корректор М, Кучеря ная

Редактор М.Товтин

Заказ 1780 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101