3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДИСКОВ ГТД

3.1. Постановка задачи.

Расчет должен включать в себя:

1. Профилирование диска.

2. Поверочный расчет на прочность вращающегося неравномерно на­гретого диска с закрепленными на нем рабочими лопатками, в результате которого в расчетных сечениях диска определяются:

- радиальные и окружные напряжения σ_r и σ_θ;

- эквивалентные напряжения σ_э;

- запас прочности К.

3. Построение графиков изменения по радиусу диска радиальных и окружных напряжений, температуры диска, предельных напряжений и ко­эффициента запаса прочности.

3.2. Исходные данные и принимаемые допущения.

Исходные данные для расчета диска берутся из газодинамического расчета двигателя и расчета на прочность рабочей лопатки, устанавливаемой на рассматриваемом диске.

Такими данными являются:

Р_ц.л = 183,333 кН - центробежная сила массы лопатки;

z = 44 - число лопаток в ободе диска;

r_к = 0,407 м - наружный радиус диска без замковой части;

ω = 447,447 рад/с - частота вращения ротора двигателя;

b = 0,11 — хорда лопатки в корневом сечении;

ρ_л = 8200 кг/м³ ρ_д = 7800 кг/м³ - массовая плотность материала лопатки и диска;

γ = 75^о - конструктивный угол установки лопатки в корневом сечении;

t_{л к} = 309 К - температура рабочей лопатки в корневом сечении;

Для облегчения вывода основных уравнений упругого неравномерно нагретого диска принимается ряд допущений, которые не оказывают замет­ного влияния на точность расчета.

К таким допущениям относятся:

- симметричность диска относительно средней плоскости, перпенди­кулярной оси вращения ротора;

- пренебрежение напряжениями, направленными параллельно оси вращения диска, которые возникают за счет различного давления газа до и после диска;

- температура изменяется только по радиусу и не меняется по толщи­не диска;

- напряжения от вибраций не учитываются, так как определение их составляет специальную задачу.

Указанные допущения позволяют рассматривать напряженное со­стояние диска как плоское.