Исследование достоверности прогнозирования малоцикловой долговечности деталей газотурбинных двигателей на основе уравнения мэнсона

Рассматривается прогнозирование малоцикловой долговечности образцов и дисков газотурбинных двигателей (ГТД) методом универсальных наклонов – на основе уравнения Мэнсона и его различных модификациях. Уравнение Мэнсона получено в результате испытаний стандартных образцов на растяжение-сжатие, т.е. при одноосном напряжённом состоянии и симметричном цикле нагружения. При сложном напряжённо-деформированном состоянии в модификации уравнения введено среднее напряжение цикла, но чёткие рекомендации его определения отсутствуют. В работе предложены различные варианты представления среднего напряжения. За основу верификации различных модификаций были приняты результаты испытаний стандартных образцов с круглым сечением, образцов с замком «ласточкин хвост», вырезанных из дисков компрессора, а также натурных дисков новых и бывших в эксплуатации. Испытания проводили при отнулевом цикле нагружения, приближенном к реальным условиям работы основных деталей ГТД. Путём сравнения результатов расчётов с экспериментальными данными выявлены наиболее эффективные варианты уточнения уравнения Мэнсона. При этом установлено значительное влияние на малоцикловую долговечность не только величины деформаций деталей, но и типа напряжённо-деформированного состояния. Поэтому наиболее эффективным оказалось использование интенсивностей напряжений. Установлено также, что уточнение уравнения, введённое Мэнсоном и Муралидхараном, применимо только для напряжённых состояний, близких к плоскому.