Контактні напруження в роторі суднового газотурбінного двигуна

Abstract

Викладено основні положення удосконаленої моделі напружено-деформованого стану ротора компактного одновального газотурбінного двигуна з урахуванням контактної взаємодії між лопатками та диском у лопатковому вінці, а також між самими лопатками. Модель враховує комплексний вплив механічної та температурної контактної взаємодії між частинами ротора на рівень динамічних напружень в ньому. Від існуючих запропонована математична модель відрізняється використанням варіаційного принципу Лагранжа для врахування контактної взаємодії між частинами лопаткового вінця, пов’язавши потенційну енергію деформації при контактній взаємодії твердих тіл із роботою зовнішніх сил у зоні контакту. За допомогою двовузлових скінчених контактних елементів вдалося виконати моделювання зон контакту елементів лопаткового вінця.

The main provisions of a compact single-shaft gas turbine engine rotor contact stress-strain state mathematical model are presented, taking into account the contact interaction between the blades and the disk in the impeller. The model takes into account the complex influence of mechanical and temperature contact interaction between the rotor parts on the level of dynamic stresses in it. The proposed mathematical model differs from the existing ones in using the Lagrange variational principle to take into account the contact interaction between the parts of the blade crown, linking the potential energy of deformation during the contact interaction of solids with the work of external forces in the contact zone. Using two-node finite contact elements, it was possible to simulate the contact zones of the blade crown elements.