Статическая прочность рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин ГТД. Кузменко М.Л - 19 стр.

                                                                         19

 1.3.   Влияние конструктивных факторов и условий эксплуатации ГТД
                     на напряженное состояние лопаток
      Наиболее типичными отказами прочностного характера, непосредственно
влияющими на работоспособность ГТД, являются трещины и обрывы рабочих
лопаток компрессоров и турбин. Подавляющее большинство поломок компрес-
сорных лопаток и очень многие поломки турбинных лопаток имеют усталост-
ный характер и вызывается переменными напряжениями, возникающими в ло-
патках при их колебаниях. Однако рабочая лопатка может разрушиться и от
действия статических нагрузок, которые изменяются при изменении режима
работы двигателя. На турбинные лопатки действуют также статические нагруз-
ки при высоких температурах и термические напряжения, возникающие при
неравномерном нагреве и перегреве рабочих лопаток.
      Долговечность рабочих и неподвижных лопаток турбин и последних сту-
пеней компрессора во многом определяется их тепловым состоянием и уровнем
действующих напряжений. При изменении режимов работы силовой установки,
скорости и высоты полета самолета условия теплового и механического нагру-
жения лопаток существенно изменяются. Поэтому при прогнозировании рабо-
тоспособности лопаток компрессоров и турбин ГТД появляется необходимость
детального учета условий эксплуатации силовых установок. Кроме этого, зна-
ние закономерностей влияния эксплуатационных факторов на напряженное со-
стояние элементов ГТД дает возможность эксплуатировать авиационную тех-
нику по фактическому техническому состоянию.

   1.3.1. Влияние частоты вращения ротора ГТД на напряженное состояние
                              рабочих лопаток
      При работе двигателя в рабочих лопатках компрессора и турбины ГТД
возникают следующие напряжения:
      – растяжения от центробежной силы массы лопатки;
      – изгиба под действием потока газа или воздуха при движении его по
межлопаточным каналам;
      – изгиба от центробежной силы, если центры масс сечений пера лопатки
не лежат на одном радиусе, проходящем через центр масс корневого сечения;
      – кручения от действия центробежной и газовой сил.
      В рабочих лопатках турбин кроме этого возникают температурные на-
пряжения.
      Центробежные силы, действующие на профильную часть рабочей лопат-
ки, являются, как правило, основным источником ее статической напряженно-
сти. Определяющими напряжениями при этом будут напряжения растяжения.