1. Лекция № 15.
Особенности конструкций лопаток ГТД.
Растяжение и изгиб лопаток
02/26/14
1

2. Расчет лопаток на растяжение центробежными силами (рис. 9.1)
Рассматривается неохлаждаемая (сплошная)
лопатка переменного профиля с бандажной полкой: fk
– площадь корневого, fср – среднего, fп –
периферийного сечений. На произвольном радиусе
(rk+x) площадь сечения f.
Напряжения в лопатке от центробежных сил
пропорциональны квадрату угловой скорости
вращения лопатки. Они существенно зависят от
закона изменения площади поперечного сечения f
вдоль радиуса, а также наличия (отсутствия)
бандажной полки.
Напряжение растяжения σр(x) равно
центробежной силе массы лопатки выше расчетного
сечения, деленной на площадь этого сечения f:
h
σ p ( x) =
ρω 2 ∫ f ⋅ ( rk + x ) ⋅ dx
x
f
(9.1)
,
где ρ - плотность металла; ω – угловая скорость вращения ротора.
02/26/14
2

3. В общем случае
σ p = f ( f n , θ , m ).
Рис. 9.2. Зависимость
Выводы: σ p растет с приближением к корню, а у корня зависит от m
(рис. 9.2). В частности при m<0,8 σp max в сечении выше корня.
02/26/14
3

4. Для корневого сечения изменение площади по формуле (9.2) при
m<0,8 нежелательно. Поэтому для корневого сечения
σ рk
(
U2
= 2ρ
Ф,
θ
)
где Ф = f f n , θ , m – коэффициент формы лопатки используют как
2σ р
.
Ф=
2 2
ρω h θ
Значение Ф находят по диаграмме на рис. 9.3. Обычно для ГТД Ф=0,5…0,55.
02/26/14
4

5. Рис. 9.3
02/26/14
5

6. Расчет лопаток на изгиб силами давления (рис. 9.4)
Рис. 9.4. Схема нагрузок, действующих на лопатку
02/26/14
6

7. Расчет лопаток на изгиб силами давления (рис. 9.4)
Рис. 9.4. Схема нагрузок, действующих на лопатку
02/26/14
6