Прогнозирование малоцикловой долговечности деталей газотурбинного двигателя методом эквивалентных испытаний образцов с концентратором напряжений при растяжении-сжатии

С. А. Букатый, А. В. Пахоменков, Г. А. Солнцев, А. С. Букатый

Аннотация


Предложен метод эквивалентных испытаний на малоцикловую усталость, основанный на использовании опытных образцов, напряжённо-деформированное состояние которых должно быть подобно состоянию исследуемой детали. В качестве критерия подобия напряжённо-деформированных состояний образцов и детали используется коэффициент жёсткости напряжённого состояния. При невозможности достичь полного подобия предложен коэффициент соответствия интенсивностей деформаций образцов и деталей. На примере диска компрессора низкого давления газотурбинного двигателя проведена апробация метода. В качестве эквивалентных образцов использовались образцы круглого поперечного сечения с     V-образным концентратором. Испытания проводили: образцов – при растяжении-сжатии по отнулевому циклу, дисков – на специализированном стенде при раскрутке до 5000 оборотов в минуту. Разработанный метод эквивалентных испытаний позволяет прогнозировать малоцикловую долговечность крупногабаритных ответственных деталей, натурные испытания которых невозможны. Метод может быть применён также для оценки долговечности деталей в многоцикловой области и прогнозирования длительной прочности. На основе полученных в работе зависимостей можно проводить проектирование и совершенствование конструкции деталей: по заданной долговечности определять допускаемую величину интенсивности деформаций в наиболее нагруженной зоне детали.


Ключ. слова


Малоцикловая усталость; эквивалентные испытания на выносливость; натурные испытания; жёсткость напряжённого состояния; образцы с концентратором напряжений; коэффициент соответствия

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Manson S.S. Fatigue: A Complex Subject – Some Simple Approximations // Experimental Mechanics. 1965. V. 5, Iss. 4. P. 193-226. DOI: 10.1007/bf02321056

2. Демьянушко И.В., Биргер И.А. Расчёт на прочность вращающихся дисков. М.: Машиностроение, 1978. 247 с.

3. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчёт на прочность деталей машин: справочник. М.: Машиностроение, 1979. 702 с.

4. Муралидхаран У., Мэнсон С. Модифицированное уравнение с универсальными показателями степени для оценки усталостных характеристик металлов // Теоретические основы инженерных расчётов. 1988. № 4. С. 87-92.

5. Муратов Р.Х. Многокритериальное оптимальное проектирование основных деталей роторов ГТД для ожидаемых условий эксплуатации. Автореф. дис. … канд. тех. наук. Пермь, 2004. 16 с.

6. Портер А.М., Букатый С.А., Округин А.А. Исследование процессов накопления повреждений и разрушения валов и дисков ГТД из материалов ЭИ-961 в зависимости от длительности действия максимальных напряжений в цикле нагружения // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьёва. 2008. № 2(14). С. 65-74.

7. Шереметьев А.В. Прогнозирование циклической долговечности и установление ресурсов основных деталей авиационных ГТД // Авиационно-космическая техника и технология. 2005. № 8 (24). С. 45-50.

8. Букатый А.С., Букатый С.А. Разработка критериев анализа напряжённо-деформированного состояния деталей ГТД в упругопластической области // Сб. материалов международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения». Ч. 2. Самара: Самарский университет, 2016. С. 66-68.

9. Букатый А.С., Букатый С.А., Андреев И.Б. Оптимизация конструкции ответственных деталей ГТД на основе критериев напряжённого состояния // Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета имени П.А. Соловьёва. 2016. № 4(39). С. 7-13.

10. Смирнов-Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. Инженерные методы. Л.: Машиностроение, 1968. 272 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2018-17-2-37-46

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

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

 

ISSN: 2541-7533