Анотація до роботи:

Петров А.В. Ресурсне проектування робочих лопаток вентиляторів авіаційних ГТД з урахуванням контактної взаємодії в з'єднаннях. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.07.05 – Двигуни та енергоустановки літальних апаратів. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського ”ХАІ”, Харків, 2006.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню задачі ресурсного проектування робочих лопаток вентиляторів авіаційних ГТД на основі урахування контактної взаємодії в з'єднаннях і застосування моделей високого рівня.

У роботі виконана адаптація МСЕ до вирішення задач статичної і динамічної міцності лопаток вентиляторів і вибрані коректні розрахункові схеми. Досліджено вплив можливих технологічних відхилень у замкових з'єднаннях (у межах допуску) на НДС і циклічну довговічність робочих лопаток вентиляторів. Розроблено числову модель визначення динамічних характеристик бандажованих робочих лопаток вентиляторів ТРДД, яка основана на вирішенні задачі вимушених коливань з моделюванням контактної взаємодії в АВП типу “поверхня - поверхня”. Запропоновано залежність для розрахункового визначення комплексу урахування впливу конструктивних, технологічних і експлуатаційних факторів на підставі проведеного комп'ютерного моделювання можливих технологічних відхилень.

1. Зростання ресурсів сучасних авіадвигунів призводить до значного збільшення коштів і календарних термінів стендових випробувань, тому удосконалювання розрахункових методів прогнозування ресурсів деталей авіаційних ГТД є актуальною науковою і практичною задачею.

2. Застосовувані для робочих лопаток вентиляторів авіаційних ГТД розрахункові методи прогнозування ресурсів мають ряд недоліків:

- не враховується контактна взаємодія в з'єднаннях або це урахування має спрощений характер;

- не враховується вплив можливих технологічних відхилень, що допускаються;

- спрощені підходи до моделювання контактної взаємодії в бандажованих робочих лопатках вентиляторів ТРДД знижує вірогідність розрахункового визначення їх динамічних характеристик і збільшує обсяг експериментальних робіт при доведенні двигуна.

3. Запропоновано вирішення задачі ресурсного проектування робочих лопаток вентиляторів авіаційних ГТД, основане на уточненні прогнозування ресурсу і підвищенні міцнісної надійності за рахунок застосування розрахункових методик, що враховують контактну взаємодію в з'єднаннях при визначенні характеристик статичної і динамічної міцності.

4. Удосконалено розроблений у ДП “Івченко-Прогрес” ретроспективний метод визначення ресурсів деталей авіаційних ГТД за рахунок більш точного визначення комплексів впливу матеріалу і конструктивних, технологічних і експлуатаційних факторів.

5. Розроблено числову модель розрахункового визначення характеристик коливань бандажованих робочих лопаток вентиляторів з урахуванням контактної взаємодії в АВП, що дозволяє підвищити міцнісну надійність за рахунок більш точного визначення частот, форм коливань і розподілу динамічних напружень при проектуванні.

6. Отримано закономірності, що дозволяють визначати кількісний вплив можливих технологічних відхилень (у межах допуску) у замкових з'єднаннях на НДС і ресурс лопаток вентиляторів на основі комп'ютерного моделювання з урахуванням контактної взаємодії.

7. Проведено адаптацію математичних моделей високого рівня на основі МСЕ, що враховують контактну взаємодію в з'єднаннях при вирішенні задач міцності робочих лопаток вентиляторів авіаційних ГТД.

8. Отримані автором результати практично застосувані і впроваджені при ресурсному проектуванні робочих лопаток вентиляторів нових авіаційних ГТД розробки ДП “Івченко-Прогрес”. Всі основні результати, отримані автором, мають експериментальне підтвердження і узгоджуються з сучасними досягненнями авіаційної галузі.

Публікації автора:

1. Петров А.В., Шереметьев А.В. Влияние геометрической и контактной нелинейностей на напряженно-деформированное состояние рабочей лопатки вентилятора // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Харків, 2001. – Вип. 23. – С. 125 – 129.

Здобувачем проведено дослідження різних підходів до моделювання контактної взаємодії в антивібраційних полицях лопаток вентиляторів, вибрано розрахункова схема і модель.

2. Петров А.В. Расчетное исследование вынужденных нелинейных колебаний лопатки компрессора // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Харків, 2003. – Вип. 5(40). – С.91 – 95.

3. Шереметьев А.В., Петров А.В. Выбор необходимых параметров конечно-элементных сеток при расчетах на прочность лопаток авиадвигателей // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Харків, 2004. – Вип. 7(15). – С. 114 – 118.

Здобувачем обґрунтовано вибір параметрів скінченно-елементних моделей лопаток і удосконалено методику їхнього визначення.

4. Петров А.В., Шереметьев А.В. Методика расчета динамических характеристик лопаток авиадвигателей при вынужденных нелинейных колебаниях // Вібрації в техніці та технологіях.

– 2004. – №6(38). – С. 58 – 61.

Здобувачем визначені динамічні характеристики лопаток компресора при коливаннях з урахуванням контактної взаємодії в замкових з'єднаннях, запропонована методика їхнього визначення.

5. Муравченко Ф.М., Шереметьев А.В., Петров А.В. Анализ напряженно-деформированного состояния деталей авиационных ГТД с учетом возможных технологических отклонений // Вестник двигателестроения. – 2005. – №1. – С. 23 – 28.

Здобувачем проведено числовий аналіз впливу можливих технологічних відхилень у замкових з'єднаннях (у межах допуску) на НДС лопаток вентилятора з урахуванням контактної взаємодії і запропоновано методику вибору розрахункових випадків.

6. Шереметьев А.В., Петров А.В. Использование компьютерного моделирования для учета технологической наследственности при установлении ресурсов деталей авиационных ГТД // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Харків, 2005. – Вип. 4(20). – С. 50 – 53.

Здобувачем проведено дослідження впливу можливих технологічних відхилень у замкових з'єднаннях на напруженість і циклічний ресурс робочих лопаток вентилятора.

7. Шереметьев А.В., Петров А.В. Методы учета контактного взаимодействия при ресурсном проектировании лопаток ГТД // Вестник двигателестроения. – 2005. – №2. – С. 150 – 154.

Здобувачем виконано аналіз описаних у літературі методів моделювання контактної взаємодії при розрахунках статичної і динамічної міцності лопаток ГТД і визначено шляхи подальших досліджень.

8. Шереметьев А.В., Петров А.В. Учет влияния свойств материала, конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов при установлении ресурсов деталей авиационных ГТД // Вестник двигателестроения: Науч.-техн. журнал. –2006. – №1. – С.91 – 94.

Здобувачем удосконалено ретроспективний метод визначення ресурсів шляхом урахуваннявпливу контактної взаемодії в з’єднаннях на комплекси, які відбивають вплив властивостей матеріалів, конструктивних, технологічних і експлуатаційних факторів.

9. Петров А.В. Определение динамических характеристик бандажированных рабочих лопаток вентиляторов авиационных ГТД с учетом контактного взаимодействия в соединениях // Авиационно-космическая техника и технология: Науч.-техн. журнал. – 2006. – № 8/34 – С.31 – 36.

10. Петров А.В., Шереметьев А.В. Методика расчета динамических характеристик лопаток авиадвигателей при вынужденных нелинейных колебаниях // Тез. докл. 2-й международной науч.-техн. конф. “Проблемы динамики и прочности в газотурбостроении”. – К: Ин-т проблем прочности им. Г.С. Писаренка НАН Украины, 2004. – C.147 – 148.

Здобувачем запропоновано методику розрахунку і наведено основні результати.

11. Петров А.В. Учет контактного взаимодействия в соединениях при ресурсном проектировании лопаток вентиляторов авиационных ГТД // Тез. докл. Всероссийск. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов “Проблемы создания перспективных авиационных двигателей”. – М.: ЦИАМ, 2005. – C.296 – 298.

12. Шереметьев А.В., Петров А.В. Учет возможных технологических отклонений при установлении ресурсов деталей авиационных ГТД // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. “Динамика, прочность и ресурс машин и конструкций”. – К: Ин-т проблем прочности им. Г.С. Писаренка НАН Украины, 2005. – Т. 2. – C.377 – 378.

Здобувачем запропоновано удосконалення розрахункових методів визначення ресурсів лопаток вентиляторів шляхом урахування контактної взаємодії і технологічних відхилень.