Напряженно-деформированное состояние замкового соединения паровой турбины в условиях пластического деформирования

Autor: Palkov, Ihor A., Shulzhenko, Mykola H.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Проблемы машиностроения; Том 23, № 4 (2020); 28-37
Проблеми машинобудування; Том 23, № 4 (2020); 28-37
Journal of Mechanical Engineering; Том 23, № 4 (2020); 28-37
ISSN: 2709-2984
2709-2992
Popis: The stress-strain state problem for the lock joint of the rotor blades of the first stage of the medium-pressure cylinder under plastic deformation is solved. When solving the problem, the theory of elastic-plastic deformations is used. The problem is solved using two different approaches to specifying plastic deformation curves. The applicability of using a simpler bilinear approximation instead of the classical multilinear one is estimated. Based on the example of solving this problem, the time required to perform the calculation with the use of the bilinear and multilinear approximations is shown. Comparison of the results obtained in the form of the distribution of plastic deformations, equivalent stresses, and contact stresses over support pads made it possible to assess the difference when the two types of approximation are used. The obtained result error value when using the bilinear approximation made it possible to draw conclusions about the applicability of this approach to the processing of plastic deformation curves for solving problems of this kind. The problem is solved using the finite element method. To objectively assess the effect of plastic deformation on the redistribution of loads in the lock joint, a finite element model is used, obtained when solving the problem of the thermally stressed state of the rotor blade lock joint. The distribution of contact stresses in the lock joint is shown. The results are compared with those obtained earlier when solving the problem of thermoelasticity. Significant differences in the level of contact stresses are noted. Results of the computational assessment of the stress-strain state of the lock joint of the rotor blades of the first stage of the medium-pressure cylinder of a steam turbine are presented, which allow characterizing the degree of relaxation and redistribution of stresses in the structure in comparison with the results obtained earlier when solving the problem of thermoelasticity. Conclusions are made about the economic viability of using the calculation methods presented.
Розв’язується задача про напружено-деформований стан замкового з'єднання робочих лопаток 1-го ступеня циліндра середнього тиску в умовах пластичного деформування. Під час розв’язання задачі використовується теорія пружно-пластичних деформацій. Розв’язання задачі здійснюється з використанням двох різних підходів до задання кривих пластичного деформування. Оцінюється можливість застосування більш простої білінійної апроксимації взамін класичної мультилінійної. На прикладі розв'язання даної задачі показано час, необхідний для виконання розрахунку при використанні білінійної та мультилінійної апроксимацій. Порівняння отриманих результатів у вигляді розподілу пластичних деформацій, еквівалентних напружень і контактних напружень по опорних площадках дало можливість оцінити відмінність під час використання двох типів апроксимації. Отримане значення похибки результатів під час використання білінійної апроксимації дозволило зробити висновки про можливість застосування такого підходу до обробки кривих пластичного деформування для розв’язання подібного роду задач. Розв’язання задачі здійснюється за допомогою методу скінченних елементів. Щоб об'єктивно оцінити вплив пластичного деформування на перерозподіл навантажень в замковому з'єднанні, використовується модель, отримана під час розв’язання задачі про термонапружений стан замкового з'єднання робочих лопаток. Показано розподіл контактних напружень в замковому з'єднанні. Проведено порівняння результатів з отриманими раніше під час розв’язання задачі термопружності. Відзначено суттєві відмінності рівня контактних зусиль. Наводяться результати розрахункової оцінки напружено-деформованого стану замкового з'єднання робочих лопаток першого ступеня циліндра середнього тиску парової турбіни, що дозволяють охарактеризувати ступінь релаксації і перерозподілу напружень в конструкції порівняно з результатами, отриманими раніше під час розв’язання задачі термопружності. Зроблено висновки щодо економічної доцільності використання поданої методики розрахунку.
Решается задача о напряженно-деформированном состоянии замкового соединении рабочих лопаток 1-й ступени цилиндра среднего давления в условиях пластического деформирования. При решении задачи используется теория упруго-пластических деформаций. Решение задачи осуществляется с использованием двух различных подходов к заданию кривых пластического деформирования. Оценивается применимость использования более простой билинейной аппроксимации взамен классической мультилинейной. На примере решения данной задачи показано время, требуемое для выполнения расчета при использовании билинейной и мультилинейной аппроксимаций. Сравнение полученных результатов в виде распределения пластических деформаций, эквивалентных напряжений и контактных напряжений по опорным площадкам дало возможность оценить отличие при использовании двух типов аппроксимации. Полученное значение погрешности результатов при использовании билинейной аппроксимации позволило сделать выводы о применимости такого подхода к обработке кривых пластического деформирования для решения подобного рода задач. Решение задачи осуществляется с помощью метода конечных элементов. Чтобы объективно оценить влияние пластического деформирования на перераспределение нагрузок в замковом соединении, используется конечноэлементная модель, полученная при решении задачи о термонапряженном состоянии замкового соединения рабочих лопаток. Показано распределение контактных напряжений в замковом соединении. Проведено сравнение результатов с полученными ранее при решении задачи термоупругости. Отмечены существенные отличия уровня контактных усилий. Приводятся результаты расчетной оценки напряженно-деформированного состояния замкового соединения рабочих лопаток первой ступени цилиндра среднего давления паровой турбины, позволяющие охарактеризовать степень релаксации и перераспределения напряжений в конструкции по сравнению с результатами, полученными ранее при решении задачи термоупругости. Сделаны выводы об экономической целесообразности использования представленной методики расчета.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: