Вибрационная надежность лопаточного аппарата

Собственные колебания незакрученной лопатки постоянного профиля на невращающемся роторе.

Собственные колебания пакетов лопаток постоянного профиля на невращающемся роторе.

3. Влияние частоты вращения ротора.

4. Возмущающие силы в ступени турбомашины.

5. Колебания лопаток при воздействии возмущающих сил.

6. Динамические напряжения в турбинных лопатках при резонансных

колебаниях.

7. Флаттер лопаток турбомашин.

8. Способы повышения вибрационной надёжности рабочих лопаток.

В результате проведения занятий студенты должны:

Знать:

1. Факторы, влияющие на опасные колебания рабочих лопаток.

2. Конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение вибрационной надёжности рабочих лопаток.

Уметь:

1. Правильно определить собственные частоты колебаний лопаток.

2. Определять отстройку собственных частот лопаток от опасных резонансов.

Литература:

1. Зезюлинский Г.С. Оценка прочностных характеристик элементов турбоагрегата.

2. Зезюлинский Г.С., Чупрынин А.С. Турбины АЭС. Сборник задач. 2004г.

3. Стрункин В.А. Конструкция и расчет на прочность деталей паровых турбин. стр. 5-33.

Лекция обсуждена и утверждена на заседании кафедры ПТУ и ВМ

Протокол № от «____» ___________ 200 г.

1.

ВИБРАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ ЛОПАТОЧНОГО АППАРАТА

Вводная часть

Тема этой лекции посвящена проблеме динамической прочности лопаточного аппарата турбо-

машин. О существовании такой проблемы свидетельствуют имевшие место при эксплуатации

турбомашин поломки рабочих лопаток. Установлено, что причиной поломок является превыше-

ние допустимых напряжений по пределу выносливости. Поломки лопаток приводят к тяжелым

разрушениям проточных частей турбомашин. Эта проблема актуальна для турбин большой мощ-

ности с низкими параметрами пара.

Рабочие лопатки паровых и газовых турбин испытывают не только статические, но и перемен-

ные ао времени нагрузки, связанные с колебаниями лопаток, возникающими при работе турбома-шины. Вибрация лопаток приводит к дополнительным напряжениям в материале лопаток, опас-

ность которых усугубляется их изменением во времени. Для наглядности изобразим характер из-

менения напряжений в виде их записи на осциллограмме:

σ σ_дин

σ_ст

где: σ_ст - напряжения от статической паровой нагрузки;

σ_дин - динамические, дополнительные напряжения, возникающие при колебаниях допаток;

Колебания турбинных лопаток и их пакетов можно классифицировать по виду, по направле- нию, по типу и тону.

По виду колебания лопаток могут быть свободные, вынужденные (резонансные) и самовозбуж-

дающиеся.

По направлению различают изгибные, крутильные и изгибно-крутильные колебания.

По типу различают колебания лопаток со свободной и шарнирно-опертой вершинами, а колеба-

ния пакетов лопаток разделяются на два типа: А и В.

По тону колебания различаются в зависимости от количества узлов упругой линии.

Следует сразу отметить, что возникающие при колебаниях напряжения опасны только при их резонансном характере, когда амплитуда деформации упругой оси лопатки резко возрастает.

Для того, чтобы выявить причину появления резонансов рассмотрим собственные (свободные)

колебания рабочего лопаточного аппарата, т.е. его непроявленные динамические свойства как

колебательной системы. Проявляются эти свойства только при воздействии возмущающих сил.

1. СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ НЕЗАКРУЧЕННОЙ ЛОПАТКИ ПОСТОЯННОГО

Дата добавления: 2015-07-15