Методика уточненных расчетов дисков авиационных двигателей со съемными лопатками методом конечных элементов в трехмерной постановке в среде Femap/Nastran

Abstract

Проблематика. При доработке конструкции дисков роторов авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) необходимо, в частности, проводить расчеты на прочность, для чего создавать компьютерные модели, соответствующие утвержденным конструкциям (чертежам) и условиям эксплуатации. Алгоритм создания конечно-элементной сетки модели для проведения расчетов характеристик напряженно-деформированного состояния (НДС) диска с лопатками необходимо модифицировать с учетом развития расчетных программ. Цель исследования. Предложить алгоритмы, позволяющие с заданной точностью рассчитывать характеристики НДС дисков с лопатками на персональных компьютерах, а также представлять результаты в виде графиков типа "поверхность". Методика реализации. На примере диска 2-й ступени компрессора ГТД был создан алгоритм построения трехмерной конечно-элементной сетки диска ГТД из отдельных блоков, "склеенных" в единую сетку. Проведены численные расчеты (контактная задача термоупругости, изотропные материалы). Для подготовки построения графиков типа "поверхность" создана интерфейсная программа преобразования таблицы из столбцов в двумерную таблицу. Результаты исследования. Созданы и подробно описаны методики достижения целей исследования. Выводы. Созданные методики позволяют на ограниченных компьютерных мощностях проводить достаточно точные проверочные расчеты дисков с лопатками в трехмерной постановке, провести визуализацию распределения напряжений и контактных усилий зоны контакта "диск-лопатка" в виде графиков типа "поверхность".

Keywords

• диск авиадвигателя; расчетная модель; контактная задача; концентрация напряжений; методика.