Разработка математической модели намотки из непропитанных арамидных нитей для анализа прочности комбинированного корпуса при обрыве лопатки компрессора газотурбинного двигателя

А. Н. Крундаева, Ю. Н. Шмотин, Т. В. Томилина

Аннотация


Предложена конструкция комбинированного корпуса с намоткой из непропитанных арамидных нитей. Основным назначением намотки из непропитанных арамидных нитей является недопущение вылета лопатки за пределы конструкции двигателя. Намотка из непропитанных арамидных нитей – это новое направление в защитных системах самолётных газотурбинных двигателей. Такие системы являются весьма рентабельными (соотношение цена-качество) для решения, например, задачи локализации осколков двигателя при обрыве лопатки, так как нити обладают высокой удельной прочностью на единицу веса. Поэтому внедрение в конструкцию двигателя комбинированного корпуса является весьма перспективным решением. Принцип работы комбинированного корпуса заключается в следующем: лопатка компрессора обрывается и контактирует с соседними лопатками и корпусом, металлическая основа корпуса частично разрушается, фрагмент лопатки взаимодействует через металлическую часть корпуса с намотанными нитками, которые поглощают основную часть энергии удара и удерживают фрагмент лопатки за счёт вытягивания и трения друг о друга. Для предложенного варианта защиты корпуса от вылета лопатки газотурбинного двигателя разработана математическая модель на основе расчётного комплекса LS-DYNA. Созданная модель верифицирована по результатам натурных экспериментов и используется при расчёте на удержание корпусом оборвавшейся лопатки газотурбинного двигателя.


Ключ. слова


Непропитанные арамидные нити; намотка; комбинированный корпус; компрессор; математическая модель; ленты

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Авиационные правила. Ч. 33. Нормы лётной годности двигателей воздушных судов. М.: Авиаиздат, 2010. 44 с.

2. Xia Y. and Wang Y. The Effects of Strain Rate on the Mechanical Behavior of Kevlar Fibre Bundles: An Experimental and Theoretical Study // Composite Part A: Applied Science and Manufacturing. 1998. V. 29, no. 11. P. 1411-15.

3. Перепёлкин К.Е. Структура и свойства волокон. М.: Химия, 1985. 324 с.

4. Программный комплекс трёхмерного моделирования процессов нестационарного нелинейного деформирования LS-DYNA. Версия 971. Revision 7600.398 // LSTC, Livermore, Ca, USA, 2009.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2014-0-5-2(47)-128-134

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533