Визначення поверхні відгуку за міцністних та вібраційних параметрів лопатки парової турбіни

Анотація

Робота присвячена визначенню функції обмеження геометричних параметрів лопатки парової турбіни при заданих зовнішніх навантаженнях. Для цього була створена геометрична модель лопатки парової турбіни, що складається з тіла лопатки, хвостовика, бандажу. У якості параметрів, що будуть варіюватись було обрано кут оберту середнього перерізу відносно центру мас ( який змінювався від 87 градусів до 92 градусів), а також довжину лопатки від бандажу до хвостовика(що змінювалась від 495 мм до 525 мм). На наступному етапі була створена скінчено-елементна сітка. Для побудованої моделі у області лопатки було створено впорядковану скінчено-елементну сітку. Визначено напружено-деформований стан лопатки при робочому режимі При проведенні статичного аналізу у якості навантаження використовувалась робоча частота обертання, що дорівнює 50 Гц та у місці кріплення диску в хвостовику обмеження по усім направленням.. Отримані еквівалентні напруження по Мізесу та переміщення в конструкції. Зона максимальних напружень знаходиться у місці кріплення лопатки до хвостовика, але вони не перевищують допустимі. Для визначення вібраційних характеристик лопатки парової турбіни був проведений її модальний аналіз із врахуванням переднапруженого стану від дії статичних навантажень. Отримано перші шість власних форм лопатки парової турбіни при зазначених початкових умовах. Частота, що відповідає першій формі співпадає з робочою частотою обертання (дорівнює 49 Гц), а наступні відповідають кратностям відповідно. На наступному етапі було проведено серію розрахунків для визначення поверхні відгуку на при заданих параметрах. Визначено поверхню відгуку для максимальних напружень по Мізесу та перших 4 форм власних коливань. На основі отриманих результатів досліджень коливань та НДС лопаток при варіюванні вхідних параметрів можна отримати функцію обмеження для вирішення задачі оптимізації.