Определение показателей надёжности рабочих лопаток авиационного двигателя с помощью структурно-энергетической теории отказов
- Авторы: Черняев А.И.1, Трефилов В.А.1
-
Учреждения:
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Выпуск: Том 15, № 4 (2016)
- Страницы: 174-183
- Раздел: АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/3322
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2016-15-4-174-183
- ID: 3322
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Целью представленной работы являлась разработка расчётной методики оценки надёжности, основанной на физических характеристиках исследуемого элемента. Для этого была использована структурно-энергетическая теория отказов, которая позволяет определить вероятность безотказной работы изделия при заданной нагрузке, а также оценить количество часов его наработки до разрушения, основываясь на информации о внутренних повреждениях в материале. Объектами исследования были приняты рабочие лопатки газотурбинного двигателя 1, 2 и 3 ступеней турбины, а также новые и ремонтные рабочие лопатки пятой ступени компрессора высокого давления. Для проведения неразрушающих испытаний был использован промышленный компьютерный томограф XTH 450 LC. Разрушающие испытания были выполнены на электродинамических стендах типа ВЭДС-400 и ВЭДС-1500. По результатам проведённых разрушающих испытаний была рассчитана вероятность отказа для каждой отдельной исследуемой лопатки. Так же вероятность отказа была рассчитана с использованием результатов неразрушающего контроля и спрогнозирована долговечность лопаток при заданной нагрузке и вероятности безотказной работы 99,99%. Рассчитанные вероятности отказа на основе содержания внутренних дефектов в материале соответствуют значениям показателей надёжности, которые были получены в ходе разрушающих экспериментов. В свою очередь, сравнение полученных значений с уже существующими показателями надёжности, которые основаны на сборе статистической информации, показало значительное увеличение расчётной вероятности отказа. Более того, показатели надёжности, определённые с помощью статистических методик, задаются на отказ всех лопаток турбины или компрессора, а не на отдельные, как в случае с рассчитанными с помощью структурно-энергетической теории отказов. В результате проведённых исследований была создана компьютерная программа, основанная на статистической методике оценки показателя надёжности авиационного двигателя, учитывающая рассчитанные с помощью структурно-энергетической теории отказов показатели надёжности рабочих лопаток.
Об авторах
А. И. Черняев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: aichernyaev@yandex.ru
старший преподаватель кафедры «Безопасность жизнедеятельности»
РоссияВ. А. Трефилов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: bg@pstu.ru
доктор технических наук, профессор
профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности»
Список литературы
- Сидельников Л.Г., Афанасьев Д.О. Обзор методов контроля технического состояния асинхронных двигателей в процессе эксплуатации // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2013. Т. 12, № 7. С. 127-137.
- Черняев А.И., Трефилов В.А. Оценка ресурса работы лопаток компрессора низкого давления в двигателях для перекачки нефти и газа // Нефтепромысловое дело. 2013. № 9. C. 69-71.
- Деев В.С., Трефилов В.А. Надёжность технических систем и техногенный риск. Ч. 3. Структурно-энергетическая теория отказов: учеб. пособие. Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2012. 179 с.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)