Построение модели рабочего колеса осевого компрессора

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

 

Построение модели рабочего колеса осевого компрессора

и

расчет на прочность рабочего колеса осевого компрессора

Рисунок 1. – 2D модель ротора осевого компрессора в формате IGES (нумерация ступеней слева на право)

Параметр

Номер варианта
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
№ ступени 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 4 6 8
n 10000 9950 9900 9850 9800 9850 9750 9850 9900 9750 9800 9850 9950 9750 9900
t 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 175 275 370 450
PA 160 165 170 180 190 200 210 220 230 240 250 170 190 210 230
PU 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 140 160 180 200
z 36 40 45 48 45 48 50 60 64 60 72 36 45 50 60
m

56
b1_вт 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 40 40 40 40
b2_вт 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 65 65 65 65
b1_ср 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 30 30 30 30
b2_ср 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 55 55 55 55
b1_п 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 20 20 20 20
b2_п 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 45 45 45 45

Таблица 1. Варианты задания по расчету на прочность рабочего колеса осевого компрессора

 

 

n – рабочая частота вращения ротора, об./мин; t – температура воздуха за ступенью, °С; PA, PU – значения осевой и окружной сил, действующих на лопатку, Н; z – количество лопаток; m – количество шлицев; b1_вт, b2_вт, b1_ср, b2_ср, b1_п, b2_п – лопаточные углы, °.

1. Построить в NX на основе 2D модели ротора компрессора (рисунок 1) 3D модель диска с лопатками в соответствии с вариантом задания (размеры, снятые с 2D модели округлить до 0,1 мм).

Рисунок 2. – 3D модель диска осевого компрессора с лопатками

2. Построить в NX секторную 3D модель диска с одной лопаткой (в целях упрощения расчетной модели шлицы необходимо удалить) для импорта в ANSYS.

Рисунок 3. – Секторная 3D модель диска с лопаткой

3. Импортировать секторную 3D модель в ANSYS, выбрать материалы диска и лопатки по рекомендациям в пособии [2] и задать свойства материалов в программе. Разбить секторную модель на объемы (рисунок 4,а) и построить сетку (рисунок 4,б). Приложить к модели нагрузки в соответствии с вариантом задания, задать ограничения перемещения по рекомендациям в [3,4].

а) б)

Рисунок 4 – Разбивка секторной модели на объемы (а), конечно-элементная сетка (б)

 

4. Рассчитать напряженно-деформированное состояние модели. Обозначить наиболее напряженные участки (по эквивалентным напряжениям) (рисунок 5). Построить график распределения по радиусу диска окружных στ, радиальных σr и эквивалентных напряжений σэкв. (рисунок 6). Определить коэффициенты запаса прочности для диска и лопатки по пределам прочности σв выбранных материалов. Значение коэффициента запаса прочности должно получиться не менее 1,25.

Рисунок 5 – Распределение эквивалентных напряжений

 

Рисунок 6 – График распределения по радиусу диска окружных στ (ST), радиальных σr (SR) и эквивалентных напряжений σэкв (SEQV)

Содержание отчета