Телескопическое кольцо
Cтраница 3
Один из наиболее важных факторов, обусловливающих высокий уровень концентрации напряжений, - перекос в стыковочном узле фланцев оболочечных элементов, соединенных телескопическим кольцом. Такие перекосы были зафиксированы как в стендовых испытаниях, так и при эксплуатации. Жесткое защемление фланцев в телескопическом кольце, обусловленное их перекосом, предопределяет концентрацию механических сил в процессе работы узла. [31]
С учетом указанных упрощений на основе программы МКЭ [5], в которую были внесены соответствующие изменения, была решена задача о циклическом неизотермическом деформировании телескопического кольца 1 ( рис. 12.6, а), служащего для стыковки и фиксации фланцевых корпусов 2 и 3 ГТД. Наиболее нагруженными являются зоны концентрации RA и RB ( рис. 12.6, б) ( R u - - 0 5 - 4 - 1 5 мм), на которые и приходятся разрушения малоциклового характера в рабочих и стендовых условиях. Перекос фланцевых корпусов телескопического соединения может вызвать разрушение в зоне RA или RB. Анализировался случай разрушения кольца в зоне RA, соответствующий меньшей долговечности, для которого на рис. 12.6, в показана принятая схема закрепления. Нагружение осуществлялось по пульсирующему циклу, температура изменялась в диапазоне 150 650 С синфазно нагрузке. Материал кольца - циклически стабильная сталь ЭИ-696А, кривые усталости которой для t 650 const и t 150 j 650 С приведены на рис. 12.4, а диаграммы циклического деформирования - на рис. 12.5. В результате расчета было получено, что в исследованном диапазоне нагрузок ( табл. 12.1) режим деформирования зоныRA стабилизируется и близок к жесткому с незначительным накоплением односторонних деформаций. С использованием зависимости (12.7), параметры которой определялись из испытаний при растяжении-сжатии ( см. рис. 12.4, 12.5), были подсчитаны величина повреждений в цикле и долговечность при неизотермическом нагружении. [32]
 |
Схема нагружения модели телескопического кольца при испытаниях на малоцикловую усталость ( t 650 С. тц 1 мин.| Характерные виды разрушения модели при испытаниях на малоцикловую усталость. [33] |
Магистральным трещинам в зонах разрушения сопутствует сетка развитых мелких трещин, что указывает на усталостный характер разрушения и подтверждает принятое предположение о жестком режиме циклического упругопластического деформирования в исследуемых зонах телескопического кольца. [34]
На примере оценки малоцикловой прочности высоконагруженного конструктивного элемента ( телескопического кольца) показана возможность реализации деформационно-кинетической концепции в расчетной практике. Телескопическое кольцо 1 ( рис. 6, а), состоящее из двух полуколец, соединенных с помощью кронштейнов ( рис. 6, б), служит для стыковки и фиксации фланцевых корпусов 2 и 3 и работает в режиме малоциклового нагружения при постоянной температуре 650 С. Наиболее нагруженными являются зоны концентрации напряжений Дд, Л в, RC ( см. рис. 5, Ъ - Л 0 5 - г - 1 5 мм), на которые в зоне стыков и приходятся, как показывает анализ дефектов, разрушения малоциклового характера в рабочих и стендовых условиях. [35]
На основании данных фрактографического анализа форм разрушения телескопического кольца предполагали, что режим циклического деформирования в зонах концентрации напряжений при данных номинальных напряжениях близок к жесткому. [36]
Основной элемент телескопического узла, воспринимающего циклические нагрузки, - телескопическое кольцо 1 ( рис. 3.1, а) - служит для монтажа корпусных элементов и обеспечивает шарнирное соединение корпуса 2 форсажной камеры с основным корпусом 3 диффузора установки. Такое соединение в цепи оболочечных корпусов газотурбинной установки необходимо, поскольку оно обеспечивает возможность маневра и позволяет исключить передачу изгибающего момента от корпуса 3 корпусу 2, а следовательно, базовому модулю установки. [37]
Для проверки результатов, полученных приближенным методом, необходимо провести стендовые или эксплуатационные испытания телескопических колец. В связи с ограниченным объемом информации об отказах этих деталей в реальных условиях эксплуатации были проведены испытания на моделях с воспроизведением условий разрушения хвостовика полукольца, как наиболее слабой зоны рассматриваемой детали. Модели шириной а 16 мм вырезали из серийной детали ( полукольца), сохраняя все размеры характерных зон, свойственных конструктивному элементу, и особенности серийной технологии изготовления конструктивного элемента. [38]
Для проверки результатов, полученных приближенным методом, необходимо провести стендовые или эксплуатационные испытания телескопических колец. В связи с ограниченным объемом информации об отказах этих деталей в реальных условиях эксплуатации были проведены испытания на моделях с воспроизведением условий разрушения хвостовика полукольца, как наиболее слабой зоны рассматриваем мой детали. Модели шириной а 16 мм вырезали из серийной детали ( полукольца), сохраняя все размеры характерных зон, свойственных конструктивному элементу, и особенности серийной технологии изготовления конструктивного элемента. [39]
Один из наиболее важных факторов, обусловливающих высокий уровень концентрации напряжений, - перекос в стыковочном узле фланцев оболочечных элементов, соединенных телескопическим кольцом. Такие перекосы были зафиксированы как в стендовых испытаниях, так и при эксплуатации. Жесткое защемление фланцев в телескопическом кольце, обусловленное их перекосом, предопределяет концентрацию механических сил в процессе работы узла. [40]
Нестационарное тепловое состояние телескопического кольца характеризуется семейством кривых ( рис. 3.3, б), построенных по результатам термометрирования в точках 1 - 3 ( рис. 3.3, а) в течение характерного периода теплового режима при стендовых испытаниях. Наиболее интенсивно прогреваются тонкостенные оболочки корпусных элементов. Следует подчеркнуть, скорость изменения характерной температуры ( кривая /) телескопического кольца при выходе на стационарный режим, а также скорость охлаждения существенно ниже, чем у соединяемых корпусных деталей ( кривые 2 и J), так что умеренная скорость изменения температуры ( около 300 С / мин) на переходных участках, по-видимому, не вызывает заметных температурных напряжений в кольце. [41]
Нестационарное тепловое состояние телескопического кольца характеризуется семейством кривых ( рис. 3.3, б), построенных по результатам термометрирования в точках 1 - 3 ( рис. 3.3, а) в течение характерного периода теплового режима при стендовых испытаниях. Наиболее интенсивно прогреваются тонкостенные оболочки корпусных элементов. Следует подчеркнуть, скорость изменения характерной температуры ( кривая 1) телескопического кольца при выходе на стационарный режим, а также скорость охлаждения существенно ниже, чем у соединяемых корпусных деталей ( кривые 2 и 3), так что умеренная скорость изменения температуры ( около 300 С / мин) на переходных участках, по-видимому, не вызывает заметных температурных напряжений в кольце. [42]
Страницы: 1 2 3