АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Определение динамических напряжений

Расчет барабанов. Если толщина барабана намного меньше его диаметра, то такой барабан рассчитывают как свободно вращающееся кольцо. Тангенциальные напряжения, возникающие в барабане за счет центробежной силы его массы, являются функцией скорости вращения барабана и и плотности материала ρ, из которого он изготовлен:

или

 

 

 

Р ис.35 Напряжения, возникающие в теле барабана.

Так как в теле барабана закреплены рабочие лопатки, то возни­кают дополнительные тангенциальные напряжения τа за счет центро­бежных сил собственных масс лопаток и проставных тел.

Предположив, что на 1 см2 цилиндрической поверхности барабана вдоль радиуса х (рис. 35) действует центробежная сила Сл, можно записать:

 

или

 

 

Тогда формула для расчета дополнительных тангенциальных напряжений будет:

где δ — толщина стенки барабана.

Суммарные тангенциальные напряжения, возникающие в барабане за счет центробежных сил собственно барабана, лопаток и простав­ных тел,

 

Если толщина барабана большая (δ/d=0,4÷0,47), то такой барабан рассчитывают, используя формулы для диска.

Расчет дисков. При расчете диска турбины любого профиля дан­ный профиль заменяют ступенчатым, составленным из ряда участков постоянной толщины. Число участков выбирают произвольным, но при этом учитывают окружную скорость диска, которая в пределах одного участка не должна превышать 20—30 м/с (при прямолинейном профиле) и 10 м/с (при криволинейном).

Для разбивки диска на участки можно воспользоваться соотноше­нием

 

 

где rп — наружный радиус n-го участка;

un-1 — окружная скорость на наружной поверхности предыдуще­го участка радиуса rn-1 м/с;

Δu — приращение окружной скорости на рассматриваемом уча­стке (Δu = 20÷30 м/с при прямолинейном профиле, Δu = 10 м/с при криволинейном профиле);

п — число оборотов диска, об/мин.

В начале разбивки за rn-1 следует принять наружный радиус сту­пицы диска (рис. 36).

Выбирая толщину участка в ступенчатом профиле, необходимо сле­дить за тем, чтобы линия истинного профиля пересекала вертикаль­ную линию ступени посредине ее высоты.

Рассчитывают диски по методу «двух расчетов». При этом вычисле­ния можно вести как от внутреннего радиуса ступицы к наружному радиусу обода, так и в обратном направлении.

Для вычислений по первому способу задаются радиальным напря­жением на внутренней поверхности ступицы диска σi. При посадке диска на вал с натягом и номинальном числе оборотов ротора берут σi = 5÷15 МН/м2. Кроме того, на этой же поверхности задаются произвольным значением тангенциального напряжения τi. По формулам

 

рассчитывают радиальные и тангенциальные напряжения на наруж­ной поверхности первого участка (нагружена поверхность ступицы диска).

 

Рис. 36. К расчету диска произвольного профиля

 

Коэффициенты α и β, являющиеся функциями отношения радиусов

т = xi/x1 (xi,x1 — внутренний и наружный радиусы первого участка), определяют по формулам

 

 

 

Значения коэффициентов ас и βс для стальных дисков рассчитывают так:

в единицах СИ

ас = — 2,74 (3,3 — 2,6/m2 — 0,7m4),

βс = — 2,74 (1,9 - 2,6m2 — 0,7m4);

 

в единицах системы МКГСС

ас = — 27,5 (3,3 — 2,6m2 — 0,7m4),

βс = — 27,5 (1,9 — 2,6 m 2 — 0,7т4).

Величина Т =d/1000*n/1000, где d берется в миллиметрах.

Напряжения σ2 и τ2 на том же радиусе х1 второго участка (рис. 37) определяют по формулам

 

где уп — ширина первого участка;

уп+1 — ширина второго участка;

v = 0,3 — коэффициент Пуассона.

Далее находят напряжения σ'2 и τ'2 на наружном радиуса второго участка, воспользовавшись формулами, аналогичными формулам для определения напряжений q'1 и τ'1 на наружной по­верхности первого участка. При этом величина m будет отношением внутреннего радиуса к наружному радиусу второго участка.

Напряжения σ3 и τ 3 на внутренней поверхности третьего участка рассчитывают по формулам

где уп+2 — ширина третьего участка.

В такой же последовательности определяют на­пряжения на внутренней и наружной поверхностях остальных участков, пока не получат напряжения σ а и τ о на наружной поверхности обода диска. Вели­чина напряжения σа может не совпасть с действительным напряжением на ободе диска, полученным из расчета хвостовика лопаток и обода диска. Для получения действительных напряжений предполагают, что когда диск находится в покое, в его теле имеются напряжения. Если эти напряжения сложить с напряжениями, получаемыми при вращении диска с номинальным числом оборотов, то суммарные на­пряжения будут действительными напряжениями в диске.

После этого задаются новыми значениями напряжений на внутрен­ней поверхности ступицы диска σ²i, τ²i и производят второй расчет, определяя напряжения на внутренних и наружных поверхностях всех участков, в том числе σ11 и τ11 на наружной поверхности обода диска. Эти напряжения также не соответствуют действительным на­пряжениям в диске. Для того чтобы определить их, рассуждают таким образом: на какой коэффициент k. необходимо умножить напряжения σIIa с тем, чтобы, сложив это произведение с σIa, получить действитель­ное радиальное напряжение на обеде диска

 

Решив последнее уравнение относительно k, находят

 

Умножив все напряжения из второго расчета на коэффициент k и сложив их с напряжениями из первого расчета, получают истинные напряжения на внутренних и наружных поверхностях всех участков диска.

Диск без отверстия (для вала) рассчитывают таким же методом, но принимают, что радиальные и тангенциальные напряжения в центре диска одинаковы, ими и задаются при первом и втором расчетах.

 


Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 528 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.012 сек.)