Расчетно-экспериментальный критерий динамической прочности корпуса газотурбинного двигателя при обрыве лопатки ротора

Авторы

Рябов А. А. ^1*, Романов В. И. ^1**, Куканов С. С. ^2***, Шмотин Ю. Н. ^2****, Габов Д. В. ^2*****

1. Саровский Инженерный Центр, Технопарк «Саров», ул. Парковая, 3, Сатис, Нижегородская обл., 607328, Россия
2. Объединенная двигателестроителъная корпорация «Сатурн», проспект Ленина, 163, Рыбинск, Ярославская область, 152903, Россия

*e-mail: alex.ryabov@saec.ru
**e-mail: romanov@saec.ru
***e-mail: kukanov@saec.ru
****e-mail: yuri.shmotin@npo-saturn.ru
*****e-mail: gabov_dv@npo-saturn.int

Аннотация

Рассматривается задача соударения летящей и покоящейся пластин в заданном диапазоне скоростей. Исследуются особенности динамического деформирования при соударениях пластин под разными углами. На основании сравнительного анализа численных результатов и данных испытаний вырабатывается комплексный критерий динамической прочности пластины-мишени для обоснования ударопрочности корпусов газотурбинных двигателей в условиях аварийного обрыва лопатки ротора.

Ключевые слова

газотурбинный двигатель, вылет лопатки, модельный эксперимент, компьютерное моделирование, метод конечных элементов, динамическое деформирование, критерий динамической прочности

Библиографический список

1. Lawrence C., Carney K. and Gallardo V. Simulation of Aircraft Engine Blade-out Structural Dynamics, Worldwide Aerospace Conference and Technology Showcase, Toulouse, France, September 24-26, 2001, 19 p.

2. Cosme N., Chevrolet D., Bonini J., Peseux B., Cartraud P. Prediction of Engine loads and damages due to Blade- off event, Paper No. AIAA-2002-1666, 43rd AIAA/ ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, Denver, CO, 22- 25 April 2002, 9 p.

3. Carney K.S., Lawrence C., Carney D.V. Aircraft Engine Blade-Out Dynamics, 7th International LS-DYNA Users Conference, 2002, 10 p.

4. Carney K.S., Perrira M., Revilock D., Mathney P. Jet Engine Fan Blade Containment using Two Alternative Geometries, 4th European LS-DYNA Users Conference, Germany, Ulm, 2003, 9 p.

5. Шмотин Ю.Н., Рябов А.А., Габов Д.В., Куканов С.С. Численное моделирование обрыва лопатки вентилятора // Авиационно-космическая техника и технология. Харьков «ХАИ», 2005. № 9(25). С. 63-67.

6. Shmotin Y.N., Gabov D.V., Ryabov A.A., Kukanov S.S., Rechkin V.N. Numerical Analysis of Aircraft Engine Fan Blade-out, 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit (Paper No. AIAA 2066-4620), 9 −12 July 2006, Sacramento, CA, 8 p.

7. Sinha S. K., Dorbala S. Dynamic Loads in the Fan Containment Structure of a Turbofan Engine, ASCE Journal of Aerospace Engineering, Vol. 22 (3), July 2009, pp. 260-269.

8. Heidari M., Carlson D.L., Sinha S., Sadeghi R., Heydari C., Bayoumi H. and Son J. An Efficient Multi- Disciplinary Simulation of Engine Fan-Blade out Event using MD Nastran, Paper No. AIAA-2008-2333, 49th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, Schaumburg, IL,7-10 April 2008, 12 p.

9. Hallquist J.O. LS-DYNA. Keyword Users Manual. Version 971, Livermore Software Technology Corporation, Livermore, 2007.

10. Казаков Д.А., Капустин С.А., Коротких Ю.Г. Моделирование процессов деформирования и разрушения материалов и конструкций. — Нижний Новгород: ННГУ, 1999. — 225 с.

11. Рябов А.А., Романов В.И., Куканов С.С., Шмотин Ю.Н., Чупин П.В. Динамическое деформирование консольной пластины при ударе // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 266-273.

12. Paul Du Bois, Murat Buyuk, Jeanne He, Steve Kan. Development, Implementation and Validation of 3-D Failure Model for Aluminium 2024 for High Speed Impact Applications, 11th International LS-DYNA Users Conference, 2010, 28 p.