Details

В данной работе рассматриваются вопросы влияния режимов эксплуатации (теплового поля, скорости вращения, давления газа), технологии изготовления и выбора материала на кратковременную и усталостную прочность неохлаждаемых рабочих лопаток газотурбинных установок. Исследуются частоты и формы колебаний лопаток при различных условиях нагружения. Анализируется влияние выбора различных вариантов материала лопатки: литого поликристаллического жаропрочного сплава на никелевой основе, монокристаллического жаропрочного сплава на никелевой основе и поликристаллического титанового сплава на напряженно-деформированное состояние, запасы прочности и вибрационные свойства лопатки. Задачи, которые были решены в ходе выполнения данной  работы: 1. Исследование напряженно-деформированного состояния неохлаждаемой рабочей лопатки газовой турбины при комбинированном воздействии теплового поля, центробежной силы и давления газа. 2. Анализ влияния температуры на напряженное состояние лопатки. 3. Анализ влияния скорости вращения на напряженное состояние лопатки. 4. Исследование влияния выбора различных вариантов материала лопатки: поликристаллического или монокристаллического сплава на никелевой основе, а также титанового сплава на напряженно-деформированное состояние лопатки. 5. Определение частот и форм колебаний лопаток при различных условиях нагружения. 6. Получение диаграммы Кэмпбелла для лопатки. 7. Исследование влияния выбора различных вариантов материала лопатки: поликристаллического или монокристаллического сплава на никелевой основе, а также титанового сплава на вибрационные свойства лопатки. 8. Определение ресурса лопатки при аварийном режиме с 6000 об/мин при учете появления пластических деформаций. 9. Исследование усталостной прочности лопатки.

This paper examines the influence of operating modes (thermal field, rotation speed, gas pressure), manufacturing technology and choice of material on the short-term and fatigue strength of uncooled rotor blades of gas turbine units. The frequencies and modes of vibration of blades under various loading conditions are studied. The influence of the choice of different blade material options: cast nickel-based polycrystalline heat-resistant alloy, nickel-based single-crystalline heat-resistant alloy and polycrystalline titanium alloy on the stress-strain state, safety margins and vibration properties of the blade is analyzed. Tasks that were solved in the course of consideration of the issues raised in this paper: 1. Investigation of Stress-Strain State of Uncooled Gas Turbine Working Blade under Combined Effect of Thermal Field, Centrifugal Force and Gas Pressure. 2. Analysis of the effect of temperature on the stress state of the blade. 3. Analysis of the effect of rotational speed on the stress state of the blade. 4. Investigation of the influence of the choice of different blade material options: polycrystalline or single-crystalline nickel-based alloy and titanium alloy on the stress-strain state of the blade. 5. Determination of frequencies and modes of vibration of blades under different loading conditions. 6. Obtaining a Campbell diagram for the blade. 7. Investigation of the influence of the choice of different blade material options: polycrystalline or monocrystalline nickel-based alloy and titanium alloy on the vibration properties of the blade. 8. Determination of blade life 6000 rpm emergency mode, considering the occurrence of plastic deformations. 9. Investigation of fatigue strength of the blade.