Автоматизация проектирования и оптимизация конструкций полочных бандажей рабочих колес авиационных газовых турбин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат технических наук Тихонов, Герман Юрьевич

• Тихонов, Герман Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тихонов, Герман Юрьевич

Список сокращений и условных обозначений

Введение

1. Состояние и актуальность проблемы автоматизации проектирования полочных бандажей рабочих колес турбин. Цель и задачи исследования

1.1. Особенности конструкций и декомпозиция полочных бандажей

1.2. Модели прочностности полочных бандажей

1.3. Определение запасов прочности

1.4. Обзор работ по автоматизации процесса проектирования полочных бандажей *

1.5. Задачи исследования

2. Модели анализа основных характеристик полочных бандажей

2.1. Определение геометрических характеристик полки

2.2. Оценка прочности полки в процессе поиска проектного решения на расчетном режиме

2.3. Прогнозирование прочностных ограничений в условиях мно-горежимности работы турбины

2.4. Анализ прочности по совокупности режимов

3. Структурно-параметрическая оптимизация конструкций полочных бандажей

3.1. Формализованное описание строения бандажных полок

3.2. Постановка задачи оптимизации 53 | 3.3. Обоснование выбора метода структурно-параметрической оптимизации

3.4. Методы решения многокритериальных задач оптимизации

3.5. Алгоритм проектирования оптимальных конструкций полочных бандажей лопаток

3.6. Алгоритм параметрической оптимизации полочных бандажей фиксированной конструктивной схемы

4. Система автоматизированного проектирования полочных бандажей

4.1. Принципы организации САПР ПБ

4.2. Программное обеспечение САПР ПБ

4.3. Построение пространственных моделей ПБ

4.4.Технология работы в среде САПР ПБ "

5. Использование САПР полочных бандажей в промышленных и научно-исследовательских целях

5.1 Опыт промышленного использования САПР ПБ

5.2. Задача выявления новых знаний с помощью САПР ПБ

5.3. Влияние изменений запаса статической прочности и ресурса на массу БП

5.4. Влияние геометрических параметров бандажной полки на ее объемно-массовые характеристики 114 Заключение 116 Список использованных источников 118 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация проектирования и оптимизация конструкций полочных бандажей рабочих колес авиационных газовых турбин»

Быстрое развитие авиационной техники сопровождается прогрессирующим повышением требований к её надежности и экономичности, усложнением конструкций объектов. Создание двигателей летательных аппаратов требует проведения больших теоретических и экспериментальных исследований, проектных, опытно-доводочных и технологических работ. Это ведет к увеличению времени создания изделий (на этапах разработки проектов, изготовления опытных образцов, испытаний, доводки, подготовки серийного производства), к росту числа необходимых инженерных кадров и, следовательно, к резкому возрастанию стоимости всех работ. Приобретающее все большую актуальность требование сокращения сроков создания новых авиационных двигателей вступает в противоречие с требованием повышения их качества. В этих условиях может оказаться, что число прорабатываемых вариантов недостаточно, а принимаемые решения не являются оптимальными. Такое положение в сфере проектирования больших технических объектов может быть объяснено несоответствием между все возрастающей сложностью современной техники и устаревшими методами и средствами её разработки.

Выходом из сложившейся ситуации является автоматизация проектирования с помощью современных электронно-вычислительных машин и созданного для этих целей методического, математического, информационного и программного обеспечения, объединенных в специальные системы автоматизированного проектирования (САПР), способные выполнять на моделях комплексные проектно-расчетные и расчетно-конструкторские работы, выпускать чертежи и иную техническую документацию.

Современное состояние дел в области авиационного двигателестроения характеризуется тем, что начальный этап бурного внедрения ЭВМ в процессы проектирования и производства практически завершен. Это позволило сделать качественно новый скачок в создании наукоемких и сложных изделий, освободив разработчиков от массы рутинной работы и позволив осмысленно воспринимать большой объем информации об исследуемом объекте. В настоящее время усилия многих научных и инженерных коллективов направлены на разработку интеллектуальных систем более высокого уровня. Одна из многочисленных проблем /26/ заключается в создании систем, в которых в рамках дружественной среды ЭВМ, не требующей освоения огромного многообразия современных достижений и знаний в области математики, программирования и прикладных наук, для принятия конечного решения исследователю и конструктору предоставляется на экспертизу совокупность альтернативных проектных вариантов, которые являются наилучшими по тем или иным показателям качества.

Все отмеченное в полной мере относится к газотурбинным двигателям (ГТД), получившим широкое распространение в качестве авиационных силовых установок. К числу наиболее напряженных узлов их конструкции, ограничивающих в большинстве случаев надежность двигателя и его ресурс, относятся газовые турбины. Это связано с большими значениями температуры и давления газа перед турбиной и окружной скорости на среднем диаметре рабочих лопаток. В то же время в турбине обеспечиваются такие показатели, как большая мощность при приемлемых габаритах и массе, относительной простоте конструкции и возможности использования в достаточно широком диапазоне рабочих условий. В конструкции современных ГТД преимущественное применение получила осевая газовая турбина, в большинстве случаев многоступенчатая с большим секундным расходом высокотемпературного газа.

К основным элементам турбин относятся рабочие лопатки (рис. В.1), совокупность профильных частей которых (лопаточный венец) обеспечивает расчетное преобразование механической энергии взаимодействующего с ними газового потока, восприятие и передачу возникающих усилий через устройство крепления к дискам и, далее, к валу, потребителям (компрессору, генератору и др.), опорам и корпусу двигателя.

Бандажная полка

Перо

Хвостовик Рис. В.1 - Рабочая лопатка турбины.

К конструкции рабочих лопаток предъявляются весьма высокие требования, которые можно представить в виде четырех основных условий /12/: совершенные газодинамические характеристики, обеспечивающие необходимое преобразование газового потока в рабочем колесе ступени с минимальными потерями энергии; высокая надежность конструкций рабочих лопаток, способность длительное время выдерживать весьма большие статические нагрузки, работать в условиях вибрации и больших динамических напряжений, сохранять работоспособность при предельно высоких температурах с частой сменой эксплуатационных режимов; технологичность конструкции — возможность изготовления всех элементов лопаток современными средствами и методами с обеспечением необходимой точности исполнения всех размеров, качества и чистоты поверхности;

В целях повышения надежности и снижения потерь энергии в конструкции рабочих лопаток турбин часто используются полки (рис. В.2), которые поеле сборки рабочего колеса плотно контактируют между собой и образуют (рис. В.З) бандаж (ПБ).

Рис. В.З - Фрагмент полочного бандажа

Он является для лопаток второй, хотя и податливой, опорой. Перемещение периферии пера ограничивается, частоты его собственных колебаний растут, предотвращаются резонансные колебания лопаток. При торцевом, относительно пера, расположении полки перекрытие проточной части венца сводит на нет перетекание газа из зоны корыта через радиальный зазор к спинке, а гребни, расположенные с внешней стороны бандажной полки (БП), позволяют уменьшить паразитные течения рабочего тела.

Как показывает опыт, поиск оптимальной конструкции БП связан с большими трудностями. Основную сложность представляет собой решение задачи совмещения центров тяжести полки и периферийного (подполочного) профиля пера при одновременном выполнении требований к размещаемости её в габаритах рабочего колеса и соблюдении условий прочности. Даже при использовании универсальных CAD/CAM систем (CATIA, Unigraphics, Cimatron) процесс проектирования бандажной полки требует нескольких дней работы квалифицированного конструктора. Не менее трудоемким является "ручное" формирование данных для поверочного анализа прочностных характеристик в системах расчета по методу конечных элементов (МКЭ) (ANSYS, NASTRAN, КОСМОС, ИСПА).

Отмеченное свидетельствует о необходимости формализации процесса описания и проектирования ПБ рабочих колес турбин, разработки эффективных алгоритмов синтеза достоверных и оптимальных решений.

В диссертации описываются основные результаты выполненной работы, целью которой является повышение качества и сокращение сроков проектирования авиационных газовых турбин путем разработки методического, математического и программного обеспечения автоматизированного проектирования оптимальных конструкций полочных бандажей рабочих колес.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) провести анализ существующих конструкций полочных бандажей и современных методов их проектирования;

2) разработать математические модели БП и алгоритмы расчета их характеристик;

3) разработать методику автоматизированного проектирования бандажей;

4) реализовать предлагаемые методики и алгоритмы в системе автоматизированного проектирования.

Автор защищает следующие научные положения.

1. Системное представление широкого класса вариантов конструктивных схем полочных бандажей, позволяющее использовать для их автоматизированного проектирования универсальные подходы.

2. Формализацию задачи поиска оптимальных конструкций и соответствующих им параметров полочных бандажей по различным критериям качества.

3. Методику автоматизированного проектирования бандажей, обеспечивающую выполнение прочностных ограничений по всей совокупности режимов эксплуатации двигателя.

4. Методику структурно-параметрической оптимизации конструкций полочных бандажей рабочих колес турбин.

5. Структуру и методику использования системы автоматизированного проектирования полочных бандажей.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, иллюстраций, таблиц, приложений и библиографии.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Тихонов, Герман Юрьевич

Основные результаты и выводы:

1. На основе предложенных классификации и декомпозиции различных конструктивных схем полочных бандажей рабочих колес турбин, используемых в авиационном и стационарном двигателестроении, формализована задача их автоматизированного проектирования.

2. Для решения поставленной задачи проектирования разработана оригинальная методика поиска, позволяющая оптимизировать структурные схемы и соответствующие им оптимальные параметры бандажей с учетом работы двигателя на различных режимах.

3. На основе разработанных видов обеспечения создана система автоматизированного проектирования бандажей, которая обеспечивает:

- синтез работоспособных конструкций ПБ с учетом многорежимности работы турбины;

- корректирование проектов бандажей по результатам доводочных испытаний;

- анализ напряженного состояния известных конструкций бандажей;

- автоматизированную передачу информации о спроектированных конструкциях ПБ в САО\САМ\САЕ-системы.

4. Полученные в результате имитационных экспериментов, выполненных средствами САПР ПБ, новые знания позволяют оптимизировать процесс проектирования.

5. Использование предлагаемых методов и разработанных программных средств позволяет уменьшить массу бандажа на 3-5%, сокращает время проектирования вариантов их конструкций в 8-10 раз.

Заключение

Итогом данной диссертации явилось применение математических методов и алгоритмов при создании системы автоматизированного проектирования полочных бандажей рабочих колес газовых турбин.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тихонов, Герман Юрьевич, 2001 год

1. Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании) / А.И.Половинкин, Н.К.Бобков, Г.Я.Буш и др. М.: Радио и связь, 1985. - 344 с.

2. Автоматизация проектирования лопаток авиационных турбомашин (методология, алгоритмы, системы) / Б.М. Аронов, В.П. Балтер, В.А. Камынин и др.; под ред. Б.М. Аронова. М.: Машиностроение, 1994. - 240 с.

3. Автоматизированная система оптимального проектирования бандажных полок рабочих лопаток газовых турбин. Технический отчет СГНПП "Труд" №001.6610 / Н.Г. Гаврилов, A.M. Сильченко и др., Куйбышев, 1982. 265 с.

4. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, А.Ф. Прохоров и др., под ред. Ю.М. Соломенцева, В.Г. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

5. Аоки М. Введение в методы оптимизации. Перев. с англ. М.: Наука, 1977. 344 с.

6. Аронов Б.М. Автоматизация конструирования лопаток авиационных турбомашин. М.: Машиностроение, 1978. - 168 с.

7. Аронов Б.М., Гаврилов Н.Г. Метод аналитического проектирования бандажных полок рабочих лопаток турбин. В сб.: Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей, 1974, вып. 58, Куйбышев, КуАИ. с. 138-150.

8. Аронов Б.М., Тихонов Г.Ю. Автоматизация проектирования бандажных полок лопаток рабочих колес турбин. // Изв. ВУЗов. Авиационная техника, 1997, N4, с. 99-102.

9. Аронов Б.М., Тихонов Г.Ю. Алгоритм автоматического поиска оптимальных параметров бандажей лопаток рабочих колес газовых турбин. / СГАУ, Самара, 1995, 22 е., библиогр .: 9 назв. - Деп . в ВИНИТИ 12.05.95, N1332-B95.

10. Аронов Б.М., Варламов О.Ю., Гуревич Н.Я. Отбор проектируемых конструкций деталей ГТД по показателям сложности. // Авиационная промышленность. №2, 1990. с. 24-25.

11. Артемьев В.И., Строганов В.Ю. Организация диалога в САПР. М.: Высшая школа, 1990. - 158 с.

12. Банди Б. Методы оптимизации. М.: Радио и связь., 1988. - 124 с.

13. Бартош Е.Т. Определение утечек через лабиринтовые уплотнения газовых турбин. // Энергомашиностроение. 1960. №12, с. 22-26.

14. Белоусов А.И., Биргер И.А. Прочностная надежность деталей турбома-шин. Куйбышев, КуАИ, 1983. 83 с.

15. Белоусов А.И., Иванов А.И. Методы оптимизации в проектировании двигателей летательных аппаратов. Куйбышев. КуАИ, 1980. 30 с.

16. Беляков И.Т., Чернобровкина J1.C. Основы построения систем автоматизированного проектирования. М.: МАИ, 1979. - 64 с.

17. Бибиков В.В. Инструментальные средства ввода-вывода информации для персональных компьютеров // Тез. докл. конф. "Управление и контроль качества технологических процессов изготовления деталей в машиностроении". -Уфа, 1995.-с. 11-12.

18. Биргер И.А. Основы автоматизированного проектирования //изв. вузов. Машиностроение, 1977. N8. с. 32-35.

19. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. 560 с.

20. Бойко А.В. Оптимальное проектирование проточной части осевых турбин. Харьков: Вища школа, 1982. 151 с.

21. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980. 520 с.

22. Вермишев Ю.Х. Методы автоматического поиска решений при проектировании сложных технических систем. М.: Радио и связь, 1982. 152 с.

23. Гаврилов Н.Г., Сильченко A.M. Автоматизированная система оптимального проектирования бандажных полок рабочих лопаток турбомашин. В сб.: Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей. КуАИ, 1983. с. 109-117.

24. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир, 1985.- 509 с.

25. Гордеев В.Б. Расчет на статическую прочность антивибрационной полки рабочей лопатки компрессора. НПО "Труд", КМЗ, Технический отчет 001.8851, Куйбышев, 1987. 38 с.

26. Динамика авиационных газотурбинных двигателей / Под ред. И.А. Бир-гера, Б.Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.

27. Дмитриева И.Б. Автоматизация формирования пространственных моделей элементов осевых турбомашин. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Самара, СГАУ, 2000. 205 с.

28. Дмитриева И.Б. Системно-структурный анализ лопаток турбомашин для построения моделей // Известия ВУЗов. Авиационная техника, 2000. №1, С. 7475.

29. Егоров И.Н. Технология оптимизации авиационных ГТД. Труды XX научных чтений по космонавтике, посвященных памяти выдающихся ученых-пионеров освоения космического пространства. ИИЕТ РАН, Москва, 1996г.

30. Зайченко Ю.П. Исследование операций. Учебное пособие. Киев. Вища школа, 1979. 392 с.

31. Кириллов И.И. Теория турбомашин. JL: Машиностроение, 1972. 536 с.

32. Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей /И.А. Биргер, Б.Ф. Балашов, Р.А. Дульнев и др. М.: Машиностроение, 1081. 222 с.

33. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. / С.А. Вьюнов, Ю.И. Гусев, А.В. Карпов и др.; Под общ. ред. Д.В. Хронина. М.: Машиностроение, 1989. - 368 е.: ил.

34. Копелев С.З. Проектирование проточной части турбин авиационных двигателей. М.: Машиностроение. 1984. 224 с.

35. Кораблин М.А., Минаков И.А. Эволюционные алгоритмы и имитационном моделировании // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Труды междунар. конф. Самара: Самарский научный центр РАН, 1999. С. 89-94.

36. Краснощеков П.С., Флеров Ю.А. Методология проектирования систем автоматизированного проектирования сложных технических объектов // Тематический сб. научных трудов "Современный анализ в технике". М., МАИ, 1992.- С.10-21.

37. Кудрин К.А. Разработка методов автоматизированного тестирования программного обеспечения систем автоматизации эксперимента. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н., Самара, СГАУ, 1998. 163 с.

38. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. 214 с.

39. Маслов В.Г. Теория выбора оптимальных параметров при проектировании авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1981. 123 с.

40. Мельников М.А., Ушаков А.И., Фатеев В.А. Методы и программы расчета НДС лопаток / Сб. ст.: Методы расчета напряженно-деформированного состояния лопаток турбомашин. М.: ЦИАМ, Труды №1177, 1987. с. 257-359.

41. Методы расчета напряженно-деформированного состояния лопаток турбомашин. Сборник статей под ред. Ушакова А.И., Труды ЦИАМ №1177, 1987.- 524 с.

42. Минаков И.А. Применение генетических алгоритмов для нахождения оптимального набора параметров // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды IX межвуз. конф. чЧ.2. 1999. Самара: СамГТУ. С. 92-94.

43. Минаков И.А. Генетические алгоритмы в задачах эволюционного моделирования // Математика, компьютер, образование: Тез. докл. VI междунар. Конф. (г. Пущино), 1999. С. 188.

44. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. 352 с.

45. Никитин Ю.М. Конструирование элементов деталей и узлов авиадвигателей. М.: Машиностроение, 1968. 324 с.

46. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. 311 с.

47. Норенков И.П. Принципы построения и структура САПР. М.: Машиностроение, 1986. - 184 с.

48. Основы автоматизированного проектирования двигателей летательных аппаратов / Д.В. Хронин, В.И. Баулин, Ю.П. Кирпикин, М.К. Леонтьев. Под ред. Д.В. Хронина. М.: Машиностроение, 1984. - 184 с.

49. Основы проектирования турбин авиадвигателей. / А.В. Деревянко, В.И. Журавлев, В.В. Зикеев и др., под ред. С.З. Копелева. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.

50. Петров А.В., Черненький В.М. Проблемы и принципы создания САПР / М.: Высшая школа. 1990. 144 с.

51. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. 256 с.

52. Постнов В.А., Дмитриев С.А., Елтышев Б.К., Родионов А.А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений. Ленинград, "Судостроение", 1975.-286 с.

53. Прогнозирование прочностных ограничений при проектировании функциональных элементов турбомашин в условиях многорежимности их работы.

54. Б.М. Аронов, А.Г. Головин, М.С. Стенгач, Г.Ю. Тихонов, СГАУ, Самара, 1994, 8с., библиогр.: 2 назв. - Деп. в ВИНИТИ 31.10.94, N2467-B94.

55. Программный комплекс СУРА (система суперэлементного расчета конструкций). Березницкий С.Л., Навроцкий В.В., Селезнев В.Г. и др. Научно-технический отчет №11316, деп, Москва, 1988. 137 с.

56. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей: Учебник для вузов / Под. ред. профессора A.M. Ахмедзянова. — М.: Машиностроение, 2000. -454 с

57. Расчет на прочность авиационных газотурбинных двигателей / И.А. Бир-гер, В.М. Даревский, И.В. Демьянушко и др.; Под ред. И.А. Биргера и Н.И. Коте-рова. М.: Машиностроение, 1984. 208 с.

58. Расчет на прочность деталей машин: Справочник /И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. 3-е изд., перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1979. 702 с.

59. Сериков П.В., Тихонов Г.Ю. Метод структурно-параметрической оптимизации полочных бандажей рабочих колес турбин / СГАУ, Самара, 1998, 43с., библиогр .: 8 назв. - Деп . в ВИНИТИ 12.05.98 N1426-B98.

60. Скубачевский Г.С. Авиационные ГТД, конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981. 552 с.

61. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. - 110 с.

62. Стоянов Ф.А. Оптимальное автоматизированное проектирование проточных частей осевых турбомашин. Киев: Наук, думка, 1989. 176 с.

63. Стронгин Р.Г. Численные методы в многоэкстремальных задачах. М.: Наука, 1978. 240 с.

64. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986. 326 с.

65. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей 1 Под ред С.М. Шлях-тенко. М.: Машиностроение. 1979. 568 с.

66. Термопрочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, И.В. Демья-нушко и др.; Под ред. И.А. Биргера и Б.Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. 455 с.

67. Тунаков А.П. Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение. 1979. 184 с.

68. Федоров Б.С., Гуляев Н.Б. Проектирование программного обеспечения САПР /М.: "Высшая школа". 1990. 160 с.

69. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975.534 с.

70. Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1986. 432 с.

71. Численные методы условной оптимизации. Пер. с англ. / под ред. Ф. Гилла и У. Мюррея. М.: Мир, 1977. - 290 с.

72. Шпур Г., Краузе Ф. Автоматизированное проектирование в машиностроении. Пер. с немецк. М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

73. Штернберг Л.Ф. Теория формальных грамматик. Учебное пособие. Куйбышев. КуАИ, 1979. 69 с.

74. Шубенко-Шубин Л.А., Стоянов Ф.А. Автоматизированное проектирование лопаточных аппаратов тепловых турбин. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 237 с.

75. Goldberg D.E. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Massachusetts: Addison-Wesley Publishing inc. 1989. 420 c.

76. Экранные формы САПР ПБ и л 1 дш д I >,i 1 ишмш I жиаяюиюишмяя'жтаяявдтаlEnter- продолжение1. Стартовый экран САПР ПБlEnter продолжение1.SC выход

77. Меню ввода исходных данныхполочный бандаж1. Общие данные по

78. Мисло режимов Щ Суммарный ресурс,час1. Npew.1. Наименования режимов1. Плит.в V. к рес.1. Темпе пероб-^мин

79. Число циклов нагружения за ресурс

80. Проектный режим выделяется цветом в первой колонкеш жтштшт шшшш1. F1 Поио

81. Ввод данных по режимам работыполочный бандаж

82. Результаты проектирования проточной части колесаgn2

83. Число лопаток в колесе Форма трактовой поверхности |Щдмнйы gml и дп2 задвтся; тоу1%й;£> для схен|гЗ

84. Ввод параметров проточной частиполочный бандаж

85. Результаты эскизного проекта ступени С неварьируемые параметры полки )рмг1. Ъ21

86. Параметры можно не задавать либо задать частично. Недостающие параметры будут выбраны автоматически.

87. Ввод конструктивных параметров (раздел 1)полочный бандаж

88. Результаты эскизного проекта ступени ( неварьируемые параметры полки )1. В .В ■1. Js. ,-^-V JJL

89. Параметры можно не задавать, либо задать частично. Недостающие параметры будут выбраны автоматически.

90. Ввод конструктивных параметров (раздел 2)полочный бандажнормативные требования

91. Требуемые запасы прочности по совокупности режимов: по статической прочности по долговечности по циклической долговечности

92. Допустимые напряжения на проектном режиме растяжения (можно не задавать) рЯИШИЙ кг/мм2 смятия на контактных гранях кг/мм2

93. Минимально допустимое расстояние между передним ребром и платиком nrl задним ребром и платиком пг241*1пг2-Ул-чС'х*

94. Попуск на несовпадение центров тяжести полки и периферийного профиля nejiaмм.

95. Ввод нормативных требований и ограниченийполочный бандажрезультаты

96. Координаты; центра тяжести полки X -0.01 мм V 0.01 мм Координаты центра тяжести профиля

97. X 0.00 мм У 0.00 мм Расстояние между центрами тяжести Y Л 0.01 мм

98. Запасы прочности по сечениям1. К| К?11424 1.42е+0212691 1 .ЗЗе+0181. Б.355.48S-I-01?1. Масса полки 0.01691 кг1. Продолжение Enter

99. Визуализация основных результатов проектирования

100. Распечатка результатов проектирования полочного бандажа

101. ИТОГОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ О СПРОЕКТИРОВАННОЙ БАНДАЖНОЙ ПОЛКЕ1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ1. Характеристики режимов

102. TAUR длительность режима час.;

103. TEMP температура полки К. ;

104. OBOR обороты ротора об/мин.;

105. NN наименования режимов TAUR TEMP OBOR

106. Макс.продолж. САУ, Н=500, t =12 100000.00 674.70 7405.0-Проектный режим N 11. Материал лопатки ВЖЛ-12ЭН

107. Плотность материала лопатки 7.93е-006 кг/мм**3 Число лопаток в колесе 84

108. Параметры проточной части Аппликата трактовой поверхности на входе 537.099 мм. Аппликата трактовой поверхности на выходе 541.099 мм. Углы наклона трактовой поверхности на входе 0 град, на выходе 0 град.

109. Параметры основания полки Радиус сопряжения полки с пером 2 мм. Перекрыша на входе 0.5 мм. Перекрыша на выходе 0.5 мм.

110. Толщина полки на правом боковом разъеме 1 мм. Угол наклона контактной грани 35 град. Длина контактной грани 4 мм. Радиусы округления контактной гранисо стороны входа 1 мм. со стороны выхода 1 мм.

111. Параметры ребра жесткости и гребней лабиринта Ширина основания ребра жесткости 1.5 мм. Ширина вершины ребра жесткости 0.5 мм. Высота ребра жесткости 5 мм.

112. Радиус сопряжения ребра с полкой со стороны входа 1 мм. Радиус сопряжения ребра с полкой со стороны выхода 1 мм. Ширина основания 2-го гребня лабиринта 1.5 мм. Ширина вершины 2-го гребня лабиринта 0.5 мм. Высота 2-го гребня лабиринта 5 мм.

113. Радиус сопряжения 2-го гребня с полкой со стороны входа 1 мм. Радиус сопряжения 2-го гребня с полкой со стороны выхода 1 мм. Угол наклона грани ребра и гребней на входе 0 град. Угол наклона грани ребра и гребней на выходе 8 град.

114. Параметры платика Ширина платика со стороны спинки 5 мм. Ширина платика со стороны корыта 5 мм. Угол наклона платика со стороны спинки 90 град.

115. Угол наклона платика со стороны корыта 90 град. Высота платика 2.5 мм.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

116. Значения варьируемых параметров Ордината точки А 26.057 мм.

117. Угол наклона боковой поверхности полки 55.0000

118. Координаты базовых точек полки

119. X = 13. .730 мм. Y = 26. ,057 мм

120. X = 1. .761 мм. Y = 17. ,676 мм

121. X = -1. . 681 мм. Y = 22. ,591 мм

122. X = -14 . .880 мм. Y = 13. .349 мм

123. X = -14 . .880 мм. Y = -26. ,891 мм

124. X = -1. . 681 мм. Y = -17. ,825 мм

125. X = 1. .761 мм. Y = -22. ,746 мм

126. X = 13. . 730 мм. Y = -14 . 386 мм

127. Координаты центра тяжести профиля Х= Координаты центра тяжести полки Х= Расстояние между центрами тяжести Вес полки 0.01691 кг.0000 мм. У= 0.005 мм. Y= 0.008 мм.0000 мм. 0.006 мм.

128. Напряжения на проектном режиме (по сечениям:) Ысеч растяжения сжатия1 5.711 -5.7112 11.780 -48.9153 12.803 -50.457

129. Суммарные запасы прочности по сечениям1 по напряжениям 14.24 по долговечности 1.41825е+0212 по напряжениям 6.91 по долговечности 1.33126е+0183 по напряжениям 6.35 по долговечности 5.48398е+017

130. Запасы по циклической долговечности1. Nr режимы I

131. Макс.продолж. САУ, Н=500, t =12 1.146472е+005сечения1. III974790е+004 8.554848е+004

132. Координаты точек, через которые проходят опасные сечения.

133. XI = -14.880 мм. Y1 = -20.891 мм. Х2 = -9.934 мм. Y2 = -23.494 мм.

134. XI = -14.880 мм. Y1 = -26.175 мм. Х2 = 13.730 мм. Y2 = 9.924 мм.

135. XI = -14.880 мм. Y1 = -17.078 мм. Х2 = 10.361 мм. Y2 = 23.698 мм.1. УТВЕРДАЮ

136. Главный Конструктор Газовых турбин Зам. Технического директора1. Q ^ Лебедев А. С.1. М'jCA« >> Н 2001 г.1. АКТ

137. Настоящим подтверждаем, что результаты диссертационной работы Тихонова Г.Ю. включены в программный комплекс САПР «Лопатка» и были применены при проектировании стационарных энергетических установок1. ГТЭ-60 и СТ-20.

138. Зам. Главного конструктора Газовых турбин1. Ермолаев А.А.

139. Начальник отдела Лопаточных 7 / Аппаратов1. Сундуков Ю.М.

140. Начальник расчетного отдела1. Симин Н.О.1. При,133ие 41. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

141. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (РОСПАТЕНТ)1. СВИДЕТЕЛЬСТВО

142. Об официальной регистрации программы для ЭВМ990816

143. Система автоматизированного проектирования рабочих лопаток турбин1. САПР РЛТ)1. Правообладатель(ли):

144. Страна: Российская Федерацияпо заявке № 990621, дата поступления: 4 августа 1999 г.

145. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМг. Москва, 16 ноября 1999 г.

146. TcMeficuAtj'HjbiiigAbfien/riboftсАЗ). СКю^^шгшн