Введение к работе
Актуальность темы. Среди большого количества проблем, свя-ных с надежностью и долговечностью деталей энергоагрегатов, отавдих в условиях высокой температуры, особое место зани-т вопросы обеспечения прочности и плотности различных флан-нх соединений.
Релаксационная стойкость является важным критерием работо-собности нестационарно нагруженных болтовых соединений ыки роторов газотурбинных двигателей, маневренных паровых бин), определящим как плотность стыков, так и долговечность ельных деталей. Из опыта эксплуатации авиационных газотурбин-двигателей (ГТД) известны нередкие случаи раскрытия стыков ора под нагрузкой, что приводит к возникновению дополнитель-ударных усилий и снижению выносливости стяжных болтов. Уменьшение первоначальной затяжки обусловлено накоплением логических деформаций во всех деталях нестационарно нагру-ного соединения, включая вызванные ползучестью перемещения езьбе на участке свинчивания. Реологическая податливость ьбового соединения, которую обычно не учитывают (ее опреде-ие представляет наибольшую трудность для расчета), в ряде чаев оказывает решающее влияние на снижение сопротивления аксации.
Поэтому тема диссертации, посвященная разработке метода опре-ения релаксиругацего усилия затяжки, учитывающего деформиро-ие всех элементов нестационарно нагруженного болтового соеди-ия, является актуальной.
Цель диссертации. Разработка метода определения релаксации лий в затянутых болтовых соединениях, подверженных нестацио-ному температурно-силовому нагружению.
Научная новизна. На основе синтеза эксперимента и расчета и смотрения резьбового соединения как единого целого разра-ан метод определения релаксирунцего усилия затяжки болтовых динений, подверженных нестационарному температурно-силовому ружению. Разработана методика построения по результатам на-ных экспериментов реологических моделей, адекватно описы-щих податливость резьбовых соединений при нестационарном пературно-силовом нагружении. С использованием многоуровне-
вой схематизации разработана методика построения реологических моделей резьбовых соединений по результатам численного эксперимента.
Практическая ценность. Разработанный метод реализуется с помощью сравнительно простой вычислительной процедуры и обеспечивает достоверный прогноз релаксационной стойкости с учетом реальных условий эксплуатации нестационарно нагруженных болтовых соединений. Получены определяющие соотношения, адекватно описывающие ползучесть материалов деталей и резьбовой пары реальных болтовых соединений ротора ГТД. Выполнено расчетно-зкСЕеришнтадьное исследование релаксационной стойкости стыков ротора ПД при нестационарном нагружении повторяющимися блоками нагрузок, соответствующих режимам цолетного цикла. Показано, что роль реологической податливости резьбовой пары в анализируемых случаях соизмерима со вкладом стержня болта в процесс релаксации.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в расчетную практику СГ НІШ "Труд".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции "Надежность и долговечность машин и приборов" (Куйбышев, 1984 г.); Республиканской научно-технической конференции "Математические модели процессов и конструкций энергетических турбомашин в системах их автоматического проектирования" (Харьков, 1985 г.); П,ХП Всесоюзных конференциях по конструкционной прочности двигателей (Куйбышев, 1988, 1990 г.г.); УІ Национальном конгрес се по теоретической т» прикладной механике (Варна, 1989 г.);. П Всесоюзной научно-технической конференции "Гидроупругость и долговечность конструкций энергетического оборудования" (Каунас 1990 г,); УШ Всесоюзной школе " Расчет и управление надежностью больших механических систем" (Кабулегти, 1990 г.); П межреспубликанской научно-технической конференции "Совершенствование средств и методов расчета изделий машиностроения" (Волгоград, 1990 г.); УП Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Москва, 1991 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, 9 тезисов докладов на Всесоюзных и международной научно-технических конференциях.
Объем -работы. Диссертация состоит из введения, четырех раз-элов, заключения и приложения. Содержит 175 страниц машино-існого текста, включая 45 рисунков, 21 таблицу и библиографию j 124 наименований.