Другие журналы
научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана
НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ
Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408
Расчетно-экспериментальное исследование динамического воздействия кусков льда на пластину-имитатор пера рабочей лопатки осевого компрессора авиационного двигателя
# 06, июнь 2014
DOI: 10.7463/0614.0716936
Файл статьи:
Shorr_B.pdf
(931.92Кб)
Shorr_B.pdf
(931.92Кб)
| УДК 621.452.3:539.4 | Россия, ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова"  |
Куски льда и градины, попадающие при эксплуатации авиационного двигателя на вращающиеся лопатки компрессора, могут привести к их повреждениям, а также к изменению газодинамических характеристик и потере тяги.
В работе приведены результаты расчетно-экспериментального исследования удара кусков льда по тонкой кромке стальной пластины, имитирующей лопатку компрессора.
Удары брусков льда по пластине со скоростью, соответствующей окружной скорости вращения лопаток, осуществлялись путем выстрелов из пневматической пушки. Испытания проводились при различных углах атаки между направлением полета кусков льда и плоскостью пластины. Эксперименты показали, что брусок льда покрывается при ударе многочисленными трещинами и разрушается уже в начале взаимодействия с пластиной. При этом передняя кромка пластины плавно отгибается без возникновения в ней трещин.
Лед моделировался изотропным упругопластическим материалом, разрушение которого определялось критериями по сдвигу и разрыву. Использовались две модели льда, различающиеся величиной предела текучести материала.
Проведенные испытания и сопоставление их результатов с результатами расчетного моделирования показали:
1. Расчеты удара бруска льда по тонкой кромке пластины-имитатора при принятых характеристиках льда дают правильную качественную картину повреждения пластины, но приводят к несколько заниженным размерам отгиба ее передней кромки.
2. Расчетная модель льда с большим пределом текучести хорошо отражает наблюдавшийся в экспериментах характер ударного разрушения бруска льда в виде образования в нем многочисленных трещин и раскалывания на мелкие частицы. Модель льда с низким пределом текучести показывает разрез куска на две части без растрескивания.
3. С увеличением угла атаки кусков льда повреждение пластины значительно усиливается. При прямом ударе по кромке пластины брусок льда разрезается на две половины, и пластических деформаций пластины не наблюдается.
4. Полученные результаты дают основание использовать расчетное моделирование для анализа последствий попадания кусков льда на вращающиеся с большой окружной скоростью лопатки компрессора авиационного двигателя.
Список литературы
- Физика и механика льда: пер. с англ. / под ред. П . Трюде . М .: Мир , 1983. 352 с . [Physics and Mechanics of Ice. Symposium Copenhagen , August 6-10, 1979, Technical University of Denmark / P . Tryde, ed. Springer Berlin Heidelberg , 1980. DOI: 10.1007/978-3-642-81434-1 ].
- Лобанов В.А. Моделирование льда в задачах с конечно-элементной постановкой // Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электрон. журн. 2008. № 4. Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/RU/numbers/2008.4/article.1.2.html (дата обращения 20.01.2014).
- Fasanella E.L., Boitnott R.L., Kollas S. Dynamic Crush Characterization of Ice. NASA/TM-2006-214278, 2006.
- Carney K.S., Benson D.J., Bois P.D., Lee R. A high strain rate model with failure for ice in LS-DYNE // Proc. of 9th International LS-DYNE Users Conference (Dearborn, MI USA, June 4-6, 2006). 2006. P. 15-1 – 15-16.
- Мельникова Г.В., Мацаренко В.С., Серебряков Н.Н. Математическое моделирование повреждений рабочих лопаток вентиляторов при попадании льда // Труды ЦИАМ № 1344: Современные методы обеспечения прочностной надежности деталей авиационных двигателей. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2010. С. 107-118.
- LS-DYNA. Keyword user’s manual. Volume II. Material models. Version 971 R6.1.0. Livermore Software Technology Corporation (LSTC), 2012.
Публикации с ключевыми словами: удар, лёд, лопатка вентилятора, попадание посторонних предметов, повреждение
Публикации со словами: удар, лёд, лопатка вентилятора, попадание посторонних предметов, повреждение
Смотри также:
- Разработка автоматической системы управления, измерения и контроля параметров физической модели автомобиля с электромеханической трансмиссией на поверхностях, покрытых слоем льда
- Экспериментальное определение характеристик пары трения: «эластомер – ледяная опорная поверхность» в стационарных и переходных режимах
- Моделирование воздействия внешних механических нагрузок на конструкцию электронного модуля первого уровня в программной системе ANSYS
Тематические рубрики:
Поделиться:
| Авторы |
| Пресс-релизы |
| Библиотека |
| Конференции |
| Выставки |
| О проекте |
| Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00) |
|
 |
|||
| © 2003-2024 «Наука и образование» Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00) | |||||
