2.3 Основные расчетные уравнения на растяжение и изгиб рабочих лопаток и определение запасов прочности

П - периферийное сечение;

С - среднее сечение;

К - корневое сечение.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема

Напряжение растяжения в расчетном сечении пера лопатки определяется по формуле:

(2.1)

Напряжения изгиба в каждой точке расчетного сечения определяются по формуле:

(2.2)

В целях упрощения расчета значения изгибающих моментов и моментов сопротивления берут без учета знаков (по модулю).

Так в точке А , (2.3)

в точке В , (2.4)

в точке С . (2.5)

Вместе с тем знак при определении напряжения изгиба характеризует вид деформации волокон лопатки. Так, если волокна лопатки растянуты, то напряжение изгиба имеет знак "+", если же они сжаты, то "-". Заметим, что от действия газовых нагрузок на кромках профиля (в точках А и В) всегда возникают напряжения растяжения, а на спинке профиля (в точке С) - напряжения сжатия.

При определении запасов прочности следует учитывать напряжения как растяжения, так и изгиба лопатки. Суммарное напряжение в каждой точке расчетного сечения профильной части лопатки

. (2.6)

Для компрессорных (холодных) лопаток запас статической прочности в каждой точке расчетного сечения

_, (2.7)

где - предел прочности.

Для компрессорных лопаток последних ступеней запас прочности определяют по формуле

, (2.8)

где - предел длительной точности материала лопатки с учетом температуры в данном сечении и длительность работы.

Согласно нормам прочности минимальный запас по статической прочности профильной части рабочей лопатки компрессора должен быть не менее 1,5.