Статическая прочность рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин ГТД. Кузменко М.Л - 43 стр.

UptoLike

Рубрика: 

43
та, выделенного у центра диска, 0
=
σ
r
, и равновесие элемента обеспечивается
за счет увеличения
τ
σ
.
2. При увеличении радиуса отверстия происходит уменьшение
r
σ и увеличе-
ние
τ
σ (в пределе при
k
rr
0
, 0
σ
r
,
22
k
rωρσ
τ
случай тонкого
кольца).
III. Сплошной невращающийся равномерно нагретый диск с контурной нагруз-
кой на наружном радиусе.
Условия нагружения: 0;0;0;0
0
=
=
=
rл
gradTr
σ
ω
.
Граничные условия: при
k
rr =
rлr
σ
σ
=; при 0
=
r
0
σ=σ=
σ
τr
.
Подставляя граничные условия в уpавнение (1) вместо
r
σ (при
k
rr
=
лrr
σ=σ ), и учитывая, что 0=grad
T
, 0
=
ω
, и члены, содержащие
t
и
ω
, об-
ращаются в 0, получим:
2
2
1
k
rл
r
K
K =
σ
.
При 0
=
r
получим 0
2
=K . Подставляя
2
K в предыдущее выражение и
решая его относительно
1
K , получим:
rл
K
σ
=
1
.
Подставляя значения
1
K и
2
K в уравнения (1) и (2), получим после уп-
рощения:
rлr
σσ =,
rл
σσ
τ
=, то есть,
rлr
σ
σ
σ
τ
== на любом радиусе диска.
ВЫВОДЫ.
1. Напряжения
r
σ
и
τ
σ
одинаковы на лю-
бом радиусе диска и равны контурной
распределенной нагрузке.
2. Увеличение контурной нагрузки в
n раз
вызывает увеличение окружных и
радиальных напряжений в диске на всех
радиусах диска тоже в
n раз.
3. Величина окружных и радиальных напря-
жений не зависит от диаметра диска.
rлr
σσσ
τ
==
σ
лr
σ
r
r
Рис. 2.4. Распределение напряжений
от контурной нагрузки в сплошном
невращающемся диске
                                                                                  43

та, выделенного у центра диска, σ r = 0 , и равновесие элемента обеспечивается
за счет увеличения σ τ .
2. При увеличении радиуса отверстия происходит уменьшение σ r и увеличе-
ние σ τ (в пределе при r0 → rk ,          σr → 0 ,   σ τ → ρ ω 2 rk2 – случай тонкого
кольца).

III. Сплошной невращающийся равномерно нагретый диск с контурной нагруз-
кой на наружном радиусе.

Условия нагружения: r0 = 0; ω = 0; gradT = 0; σ rл ≠ 0 .
Граничные условия: при r = rk        σ r = σ rл ; при r = 0 σ r = σ τ = σ 0 .
       Подставляя граничные условия в уpавнение (1) вместо σ r (при r = rk
σ r = σ r л ), и учитывая, что gradT = 0 , ω = 0 , и члены, содержащие t и ω , об-
ращаются в 0, получим:
                                                     K2
                                      σ rл = K1 −        .
                                                     rk2
      При r = 0 получим K 2 = 0 . Подставляя K 2 в предыдущее выражение и
решая его относительно K1 , получим:
                                          K1 = σ rл .
      Подставляя значения K1 и K 2 в уравнения (1) и (2), получим после уп-
рощения:
σ r = σ rл , σ τ = σ rл , то есть, σ r = σ τ = σ rл на любом радиусе диска.
  r          r
    σr л                              ВЫВОДЫ.

                                      1. Напряжения σ r и σ τ одинаковы на лю-
                   σ r = σ τ = σ rл   бом радиусе диска и равны контурной
                                      распределенной нагрузке.
                                      2. Увеличение контурной нагрузки в n раз
                                      вызывает     увеличение      окружных  и
            0            σ            радиальных напряжений в диске на всех
                                      радиусах диска тоже в n раз.
Рис. 2.4. Распределение напряжений    3. Величина окружных и радиальных напря-
от контурной нагрузки в сплошном
невращающемся диске
                                      жений не зависит от диаметра диска.