Стр. 1 - Б.Е. Васильев - Определение расчетной долговечности деталей турбин с помощью пользовательской модели ползучести в конечно-элементном комплексе ANSYS
Упрощенная HTML-версия
166
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 621.438-226.2:539.376
Б. Е. В а с и л ь е в
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
РАСЧЕТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
ДЕТАЛЕЙ ТУРБИН С ПОМОЩЬЮ
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ МОДЕЛИ
ПОЛЗУЧЕСТИ В КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОМ
КОМПЛЕКСЕ ANSYS
Описано применение пользовательской модели, в которой учитыва-
ются различные гипотезы ползучести для оценки кинетики напря-
женно-деформированного состояния и расчетной долговечности де-
талей турбин в конечно-элементном комплексе ANSYS. Численные
результаты сопоставлены с результатами эксперимента для оценки
адекватности модели.
E-mail:
Ключевые слова
:
ползучесть, детали турбин, напряженно-деформи-
рованное состояние, повреждаемость.
Детали турбин, в особенности лопатки, длительно работают в
условиях неравномерного нагрева при высоких температурах, при
этом характеристики материала в процессе эксплуатации изменяют-
ся. При расчетах напряженно-деформированного состояния (НДС) и
прочности необходимо учитывать вязкопластическое деформирова-
ние и ползучесть материала. Современные методы расчетов, в том
числе конечно-элементные, позволяют проводить расчеты лопаток
турбин с использованием данных о физически нелинейных свойствах
материала, включая ползучесть.
Статическое разрушение — одна из наиболее частых причин вы-
хода деталей турбин из строя, поэтому задача прогнозирования дол-
говечности деталей турбин является актуальной.
В данной работе описывается способ расчета кинетики НДС для
изотропных сплавов. Монокристаллические сплавы предлагается
рассматривать как изотропные со свойствами, соответствующими
кристаллографической ориентации [001]. Это допущение достоверно
для зон пера лопатки, так как направление основных напряжений
совпадает с радиальным. Для зон трактовых и бандажных полок та-
кое допущение может привести к большим ошибкам в определении
НДС, поэтому в дальнейшем планируется разработать метод, в кото-
ром будет учтена анизотропия характеристик ползучести.
Как правило, деталям турбин свойственно сложное термо-
напряженное состояние, значения температур и напряжений изме-
няются в широких диапазонах. В то же время для проведения расче-
тов необходимы характеристики ползучести, описывающие поведе-
