Результаты, приведённые в данном разделе, указывают на то, что процесс автоколебаний в целом характеризуется нестабильностью, вызванной сильной зависимостью от многих режимных факторов, а также от технологии и качества сборки и времени наработки, влияющих на величину конструкционного демпфирования. Возможность внезапного возникновения интенсивных автоколебаний представляет большую опасность, поскольку границы их возникновения и уровень не могут быть определены расчётным путём, а вибрационная отстройка, являющаяся эффективным средством борьбы с резонансными колебаниями, в данном случае не может быть использована. Т.к. граница возникновения и интенсивность автоколебаний, зависящие от большого числа факторов, могут изменяться в процессе эксплуатации, то гарантировать отсутствие автоколебаний можно только при условии, что лопатки успешно прошли предварительные испытания при значительно более тяжёлых условиях (в диапазоне значительно больших весовых и объёмных расходов), чем разрешено инструкцией по эксплуатации. Причины отмеченных опасных особенностей автоколебаний, а также меры борьбы с ними будут рассмотрены в дальнейшем.
4.ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК.
Надёжное экспериментальное определение частоты и формы прогиба по окружности колеса, с которыми реализуются автоколебания, даёт возможность получить достаточно достоверные расчётные данные о распределении динамических напряжений и относительных прогибов по высоте лопатки, а затем и глубже разобраться в вопросах энергообмена лопаток с потоком при возникновении автоколебаний и о мерах предотвращения этого опасного явления.
При изучении колебаний лопаток, соединённых различными замкнутыми на круг связями (бандажными полками, демпферными проволоками и т.д.), лопаточный венец можно рассматривать как циклически-симметричную систему и использовать связанные с этим упрощения. При вычислении собственных частот лопаток последних ступеней мощных турбин могут быть использованы как универсальные численные методы (например, МКЭ), так и схематизация лопатки в виде тонкостенного естественно-закрученного стержня. Обе группы методов дают в рассматриваемом случае весьма близкие результаты, поскольку для последних ступеней отношение длины лопатки к хорде может достигать 7-8 и схематизация подобной лопатки в виде стержня является вполне оправданной (по крайней мере, при вычислении представляющих практический интерес низших собственных частот). Наибольшие погрешности при использовании как стержневой теории, так и численных методов могут возникнуть из-за недостаточно точной формулировки граничных условий (например, в зоне контакта лопаток и демпферных проволок или бандажных полок). Специальные методические расчёты, выполненные с использованием МКЭ, показали, что жёсткостные характеристики пояса бандажных полок, влияющие на частоты совместных колебаний лопаточного венца, в определённой мере зависят от размеров площадки контакта, т.е. фактически от технологии и качества сборки лопаток на колесе, определяющих параллельность контактных поверхностей бандажных полок соседних лопаток и равенство их углов наклона. Т.к. данные по фактическим размерам площадок контакта и их зависимости от оборотов и нагрузки в точности неизвестны и не могут быть заложены в расчёт, то неизбежны относительно небольшие отличия как расчётных и экспериментальных результатов, так и результатов испытаний во вращении различных облопаченных дисков, изготовленных по одному чертежу. Эти отличия, однако, не очень велики и, как правило, разница экспериментальных и расчётных частот, вычисленных как с использованием МКЭ, так и стержневой теории, не превышает нескольких %.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.