Пермские ученые разрабатывают методику расчета «усталости» ответственных деталей авиадвигателей
Исследователи из Института механики сплошных сред (филиал ПФИЦ УрО РАН — участник НОЦ «Рациональное недропользование») разрабатывают методику расчета циклического ресурса ответственных деталей авиационного двигателя с поверхностными остаточными напряжениями.
Цель исследования — экспериментальное обоснование технологических режимов формирования благоприятных остаточных напряжений на поверхности деталей и методики расчетов прогноза их циклической долговечности. Работа проводится в рамках приоритетного научно-технологического проекта «Передовые производственные технологии авиадвигателестроения» Пермского НОЦ.
В качестве ответственной детали выступает диск компрессора высокого давления, поверхность которого для увеличения усталостного ресурса подвергают дробеструйной обработке.
В процессе работы была усовершенствована методика реконструкции пограничного слоя собственных деформаций из данных подходящих экспериментов и внедрения их в численную модель для расчета остаточных напряжений. Кроме того была построена эволюционная модель накопления усталостных повреждений, не использующая гипотезу об их аддитивности, которая востребована для моделирования нестационарных циклических нагружений, например ― полетных циклов. Для такого нагружения решена задача определения циклического ресурса диска турбины высокого давления, поверхности которого подвергнуты дробеструйной обработке.
Исследования показало, что остаточные напряжения смещают опасные точки с поверхности под упрочненный пограничный слой, практически не изменяя напряжений внутри детали. Поэтому остается открытой проблема, связанная с необходимостью выполнения усталостных испытаний образцов с поверхностными сжимающими остаточными напряжениями.
Результаты исследования были озвучены на прошедшем в Московском авиационном институте XXIX Международном научном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» имени А.Г. Горшкова и отмечены оргкомитетом симпозиума.
Подготовлена статья в журнал «Известия вузов. Машиностроение» в МГТУ им. Н.Э.Баумана.
