Статическая прочность рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин ГТД. Кузменко М.Л - 42 стр.

UptoLike

Рубрика: 

42
22
2
2
1
8
3
0
k
k
r
r
K
K ρω
µ
+
=
, (3)
откуда
22
2
2
1
8
3
k
k
r
r
K
K ρω
µ
+
=
. (4)
Подставляя второе граничное условие в уpавнение (1) вместо
r
σ
(при 0
00
=σ=σ=
rr
rr ), и учитывая, что 0=grad
T
и члены, содержащие ,
t
обращаются в 0, получим:
2
0
2
2
0
2
1
8
3
0
r
r
K
K ρω
µ
+
=
.
Подставляя в полученную зависимость
1
K из (4) и выражая
2
K , после
преобразований получим:
)(
8
3
22
0
2
2 k
rrK ρω
µ
+
= .
Подставляя полученное значение
2
K в (4), после преобразований полу-
чим:
)(
8
3
22
0
2
1 k
rrK +ρω
µ
+
= .
Подставляя
1
K и
2
K в уравнения (1) и (2), получим:
)(
8
3
2
2
0
2
22
0
22
r
rr
rrr
k
kr
+ρω
µ+
=σ ,
)
r
rr
rrrr(
k
k
2
2
0
2
222
0
22
3
31
8
3
+
µ+
µ+
+ρω
µ+
=σ
τ
.
При работе диска в области упругих
деформаций коэффициент Пуассона
3,0
=
µ
. Тогда напряжения на кромке
малого отверстия (0
0
r )
0
0
=
σ
r
,
22
82,0
k
rρω=σ
τ
.
На наружном радиусе (
k
rr = )
0
=
σ
=
σ
лrr
,
22
175,0
k
rρω=σ
τ
.
ВЫВОДЫ.
1. Малое отверстие в центре диска вызывает увеличение
τ
σ
в районе отверстия
в 2 раза по сравнению со сплошным диском, т. к. на внутренней грани элемен-
σ
0
τ
σ
r
σ
Рис.2.3. Распределение напряжений в
диске с центральным отверстием
42

                                                K2         3+µ 2 2
                                 0 = K1 −              −      ρω rk ,                             (3)
                                                rk2         8
                                      K2        3+µ 2 2
откуда                         K1 =         −      ρω rk .                                        (4)
                                      rk2        8
         Подставляя второе граничное условие                       в     уpавнение     (1)   вместо     σr
(при r = r0 σ r = σ r 0 = 0 ), и учитывая, что gradT = 0 и члены, содержащие t ,
обращаются в 0, получим:
                                                 K2         3+µ 2 2
                                  0 = K1 −              −      ρω r0 .
                                                 r02         8
     Подставляя в полученную зависимость K1 из (4) и выражая K 2 , после
преобразований получим:
                              3+µ 2 2
                         K2 =     ρω (r0 − rk2 ) .
                                8
     Подставляя полученное значение K 2 в (4), после преобразований полу-
чим:
                              3+µ 2 2
                         K1 =     ρω (r0 + rk2 ) .
                               8
     Подставляя K1 и K 2 в уравнения (1) и (2), получим:
                                                 3+µ 2 2       2   2 rk2 r02
                                            σr =    ρω (rk + r0 − r − 2 ) ,
     r       r                                    8                    r
                                            3+µ 2 2        2    2 1 + 3µ 2 rk2 r02
                                       στ =    ρω ( rk + r0 − r         r + 2 ).
                                             8                    3+µ        r
                          στ
                     σr                                    При работе диска в области упругих
                                                       деформаций коэффициент Пуассона
                                                       µ = 0,3 . Тогда напряжения на кромке
                                                       малого отверстия ( r0 ≈ 0 )
                 0                     σ
                                                            σr 0 = 0 ,     σ τ = 0,82ρω2 rk2 .
 Рис.2.3. Распределение напряжений в
 диске с центральным отверстием                              На наружном радиусе ( r = rk )
                                                       σ r = σ r л = 0 , σ τ = 0,175ρω2 rk2 .
ВЫВОДЫ.

1. Малое отверстие в центре диска вызывает увеличение σ τ в районе отверстия
в 2 раза по сравнению со сплошным диском, т. к. на внутренней грани элемен-