Исследование прочностных характеристик лопаток осевого компрессора

1 / 10

90 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
DOI: 10.18698/0236-3941-2016-3-90-99
УДК 621.438.082.2
Исследование прочностных характеристик
лопаток осевого компрессора
В.А. Седунин, А.С. Нусс, С.А. Серков
Уральский федеральный университет имени первого Президента России
Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Российская Федерация
e-mail: ;
Проведены анализ спектра собственных частот колебаний и оценка прочности
под действием центробежных сил исходного и перепрофилированного лопаточ-
ного аппарата осевого компрессора стационарной газотурбинной установки, а
также верификация расчетной модели в целях достижения совпадения экспе-
риментальных данных завода-изготовителя с расчетными. Показано, что ис-
ходная и перепрофилированная лопатки удовлетворяют условиям прочности.
Таким образом, удалось добиться требуемых прочностных характеристик
вновь разрабатываемого лопаточного аппарата согласно верифицированной
расчетной модели.
Ключевые слова: осевой компрессор, расчет на прочность, верификация, ча-
стота, собственные колебания, расчетные ячейки, диаграмма Кэмпбелла, цен-
тробежная сила, хвостовик, максимальные напряжения.
Studying the Strength Characteristics
of Axial Compressor Blades
V.A. Sedunin, A.S. Nuss, S.A. Serkov
Ural Federal University, Ekaterinburg, Russian Federation
e-mail: ;
The article provides a careful analysis of the natural frequencies spectrum
of vibrations and the strength assessment under the centrifugal load for the original
and redesigned blades of the axial compressor in a stationary gas turbine plant.
We verified of the calculation model in order to achieve the agreement between
the experimental data of the manufacturer with the calculated data. The findings of
the research show that the original and redesigned blade meet the strength
requirements. Thus, we managed to achieve the required strength characteristics
of a newly developed blade according to the verified calculation model.
Keywords: axial compressor, calculation of strength, verification, the natural frequency,
computational mesh size, structural computations, mechanical characteristics,
stress-strain state, mode shapes, Campbell diagram, centrifugal force, shank, maximum
voltage.
Современные расчетные методы позволяют проводить модерниза-
цию элементов турбомашин и газотурбинной установки (ГТУ) в целях
повышения их эффективности. В частности, одним из направлений
является повышение аэродинамической эффективности лопаточного ап-
парата осевого компрессора стационарной ГТУ. В качестве объекта ис-