Details

Title: Напряженно-деформированное состояние бандажных полок рабочих лопаток паровых и газовых турбин (пакет ANSYS CFX): выпускная квалификационная работа магистра: 13.04.03 - Энергетическое машиностроение ; 13.04.03_02 - Паровые и газовые турбины
Creators: Калакутский Максим Игоревич
Other creators: Ласкин Александр Степанович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики и транспортных систем
Imprint: Санкт-Петербург, 2017
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: Газовые турбины — Лопатки; Паровые турбины — Лопатки
UDC: 621.438-226.2; 621.165-226.2
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 13.04.03
Speciality group (FGOS): 130000 - Электро- и теплоэнергетика
DOI: 10.18720/SPBPU/2/v18-709
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key: RU\SPSTU\edoc\53331

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Предметом исследования дипломного проекта является газотурбинная установка мощностью 50 МВт. Дипломный проект состоит из 6 глав, одна из которых является вводной. В вводной части рассказывается о видах бандажей. Во второй главе рассматриваются условия работы рабочей лопатки пятой ступени турбины ГТУ., а также производится предварительная оценка НДС рабочей лопатки. Третья глава посвящена особенностям напряженно-деформированного состояния бандажной полки рабочей лопатки ГТУ. В четвертой главе проводится определение метода решения задачи, выбор расчетного пакета, возможности расчетного пакета ANSYS. Пятая глава посвящена определению напряженно-деформированного состояния для двух конструкций бандажной полки. В шестой главе представлены результаты расчетов. Исследования, проведенные в дипломном проекте, могут быть использованы для дальнейших исследований рабочих лопаток ГТУ с бандажом.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Table of Contents

  • Кафедра: Турбины, гидромашины и авиационные двигатели
    • «Утверждаю»
      • Зав. кафедрой ________________Н.А. Забелин
    • (подпись)
      • ПЛАН
  • 5.1 Обзор конструкций бандажных полок рабочих лопаток газовых и паровых турбин
    • Научный руководитель _______________________________________/Ласкин А.С./
      • План принял к исполнению _____________________
  • 1. Вводная часть
    • 1.1 Виды конструкций бандажных полок
    • 2.Условия работы рабочей лопаткипятой ступени турбины ГТУ
    • 2.1. Предварительная оценка НДС рабочей лопатки ГТУ
    • По зависимостям на рисунке 3.5 и их сопоставлению можно судить о доминирующем влиянии вида исследуемого сопротивления. Из рисунка 3.5 следует, что определение декремента при произвольной амплитуде возможно только в случае n=1, то есть вязком сопротивлении. При сухом трении n=0 декремент с ростом амплитуд уменьшается, а при квадратичном сопротивлении возрастает.
    • 3.2.Характеристики вынужденного движения систем с различными видами сопротивления
    • 4.Метод решения задачи. Выбор расчетного пакета. Возможности расчетного пакета ANSYS
    • 4.1.Метод конечных элементов
    • В связи с тем, что инженерный расчет не дает полной оценки напряженно-деформированного состояния, особенно для случаев концентрации напряжений, необходимо использовать метод конечных элементов (МКЭ), который является мощным и надежным средством исследования поведения конструкций в условиях сложной формы, к которой относятся рабочие лопатки.
    • В настоящее время на рынке программного обеспечения имеется большое количество комплексов МКЭ, в том числе ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, COSMOS и др. Традиционно эти продукты относятся к категории CAE (ComputerAidedEngineering) программного обеспечения, применяемого при проектировании машиностроительных, строительных и других конструкций. Эта категория программного обеспечения занимает прочное место в списке CAD/CAM/CAE/GIS/ PDM, продуктами из которого в том или ином виде пользуется большинство инженеров во всем мире.
    • Метод конечных элементов ANSYS широко известен и пользуется популярностью среди инженеров-исследователей, занимающихся вопросами динамики и прочности. Средства МКЭ ANSYS позволяют проводить расчеты статического и динамического напряженно-деформированного состояния конструкций (в том числе геометрически и физически нелинейных задач механики деформируемого твердого тела), форм и частот колебаний, анализа устойчивости конструкций, нелинейных переходных процессов и др.
    • При использовании метода конечных элементов начинают с изучения свойств элементов конечных размеров. При установлении этих свойств могут использоваться уравнения, описывающие поведение континуума, но размеры элементов остаются все время конечными, интегрирование заменяется конечным суммированием, а дифференциальные уравнения в частных производных заменяются системами алгебраических уравнений. Сплошная область с бесконечным числом степеней свободы представляется, таким образом, дискретной моделью с конечным числом степеней свободы. При этом если удовлетворяются условия полноты, то с увеличением числа конечных элементов и уменьшении их размеров поведение дискретной системы приближается к поведению сплошной среды. Существенной особенностью такого подхода является то, что он в принципе применим к исследованию конечных деформаций анизотропных тел любой геометрической формы при произвольных краевых условиях, так как препроцессор МКЭ позволяет как импортировать, так и создавать заново достаточно сложные геометрические модели для дальнейших расчетов.
    • Во многих случаях логически взаимосвязанное применение средств CAD и CAE приводит к существенному ускорению подготовки расчетных моделей для исследования прочностных, динамических и иных рассчитываемых свойств, и характеристик проектируемой конструкции. Одними из наиболее распространенных и освоенных специалистами комплексов CAD является AutoCAD, средство для трехмерного моделирования деталей, поверхностей, сборок.
    • Поэтому в данной работе все геометрические модели были созданы в программе AutoCAD, а расчеты на прочность и вибрационные характеристики были рассчитаны в программе ANSYS.
    • Однако численный анализ, к которому относится МКЭ, требует некоторой идеализации реальной конструкции. Поэтому несмотря на мощное развитие вычислительной техники результаты вычислений по МКЭ не свободны от ошибок. Ошибки могут возникать на различных стадиях конечно-элементного анализа: при постановке задачи, построении модели, численном решении. Ошибки постановки задачи могут возникать, когда выбранный тип конечных элементов или их размер не соответствуют физическому поведению материала в конструкции. Однако основным источником ошибок является некорректное задание граничных условий. Ошибки, связанные с численным решением систем уравнений, обычно менее значимы, чем перечисленные типы ошибок.
    • 4.2.Напряженно-деформированное состояние рабочей лопатки ГТУ (с помощью МКЭ программыANSYS)
  • 6. Результаты расчетов
  • 6.1. Расчет первого варианта бандажной полки
  • 6.1.1. Бандаж без заделки
  • 6.1.2. Бандаж с зазором 0,5 мм
  • 6.1.3.Бандаж с зазором 1 мм
  • 6.1.4.Бандаж с идеальным защемлением
  • 6.2. Расчет второго варианта бандажной полки
  • 6.2.1. Бандаж без заделки
  • 6.2.2. Бандаж с зазором 0,5 мм
  • 6.2.3.Бандаж с зазором 1 мм
  • 6.2.4.Бандаж с идеальным защемлением
  • Заключение и выводы
  • Список литературы

Usage statistics

stat Access count: 159
Last 30 days: 3
Detailed usage statistics