Расчет диска компрессора

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 50 с., 30 рис., 13 таблиц, 4 источника

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР, ДИСК, ЗАПАС ПРОЧНОСТИ, РАБОЧАЯ ЛОПАТКА, ЗАМОК ЧАСТОТНАЯ ДИАГРАММА.

Объектом исследования является рабочее колесо компрессора высокого давления двигателя DGEN - 380 и рабочая лопатка пятой ступени компрессора высокого давления модернизированного двигателя GP7200.

В результате работы определена оптимальная форма диска компрессора.

Эффективность работы заключается в нахождении формы диска, удовлетворяющей требованиям прочности.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 Проектирование диска рабочего колеса 5

1.1 Анализ условий работы диска. Обоснование выбора материала. 5

1.2 Построение параметрической конечно - элементной модели диска 6

1.3 Расчет исходного диска на прочность 6

1.4 Проведение расчетных исследований по влиянию геометрических параметров диска на его напряженное состояние и массу 7

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте будут рассматриваться диск компрессора двигателя DGEN - 380 и рабочая лопатка модернизированного двигателя GP7200, профиль которой был получен в ходе выполнения курсовой работы по дисциплине "Теория и расчет лопаточных машин".

Целью расчета диска компрессора является оптимизация его конструкции по параметрам: масса и коэффициент запаса. Для достижения данной цели необходим ряд многократных последовательный расчетов для нахождения влияния геометрии диска на оптимизируемые параметры.

Геометрия пера лопатки так же, как и геометрия диска, должна удовлетворять требованиям норм прочности и иметь минимально возможную массу. Для оптимизации геометрии пера лопатки необходим ряд последовательных расчетов.

1 Проектирование диска рабочего колеса

1.1 Анализ условий работы диска. Обоснование выбора материала.

При работе двигателя на расчитываемый диск действует центробежная сила от окружной скорости ω=5445,43 рад/с и нагрузки вызванные разностью температур на входе в рабочее колесо T_вх=300 K и выходе из него T_вых=600 K. Так как рабочее колесо является центробежным, то необходимо моделирование лопаток колеса.

Для данных условий работы, согласно [1], подходит материал ВТ-8. Его плотность ρ=4480 кг/м^3 .

1.2 Построение параметрической конечно - элементной модели диска

Геометрическая модель диска строится в программе "КОМПАС", после чего импортируется в пакет "ANSYS". Причем размеры b и h могут изменяться, то есть являются оптимизируемыми (Рисунок 1).

Рисунок 1 - Геометрическая модель рабочего колеса

В результате проектирования создается макрос, по которому строится конечно - элементная модель диска (Рисунок 2). Макрос позволяет: изменять размеры h и b, прикладывать различную центробежную нагрузку, изменять массу лопаток, прикладывать неравномерное поле температур, изменять материал диска. Результатом использования макроса будут являться поля распределения коэффициента запаса, напряжений и деформаций.

Рисунок 2 - Конечно - элементная модель диска

1.3 Расчет исходного диска на прочность

Расчет диска ведется