При расчете лопатки используется прямоугольная система координат, которая имеет следующее расположение осей:
- ось r перпендикулярна оси вращения и проходит через центр тяжести корневого сечения лопатки, положительное направление - от оси вращения к концу лопатки;
- ось х совпадает с осью вращения, положительное направление - по потоку воздуха (газа);
- ось у располагается в плоскости вращения, причем положительное направление выбирается так, чтобы при повороте оси у в направлении вращения лопаток положительная часть этой оси совместилась с положительной частью оси r по кратчайшему пути (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Принятая система координат при расчете лопатки компрессора
Силы, действующие на лопатку, обычно раскладываются по направлению осей координат. При этом составляющая силы принимается положительной, если ее направление совпадает с положительным направлением соответствующей координатой оси. Момент, создаваемый силой, принимаются положительным относительно положительного направления оси, если сила будет стремиться вызвать поворот лопатки против часовой стрелки. В этом случае направление вектора момента совпадает с положительным направлением координат оси. Растягивающие напряжения в любой точке сечения лопатки являются положительными, сжимающие — отрицательными.
1.3 Определение напряжений растяжения от центробежных сил.
Напряжение растяжения в i-м сечении определяется следующим образом:
где Ррi - центробежная сила, нагружающая сечение на радиусе ri;
Fi - площадь сечения лопатки на радиусе ri;
fi - площадь текущего сечения лопатки на радиусе ri.
Закон изменения площади f по длине рабочей лопатки выразить аналитической зависимостью не представляется возможным, поэтому напряжения от центробежных сил находим приближенно, путем замены интеграла суммой конечных разностей: