Исследование комплексных прочностных характеристик моделей газовых турбин, изготовленных аддитивными методами

Авиационная и ракетно-космическая техника

Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов


Авторы

Алексеев В. В.*, Бобров А. Н., Калугин К. С.**

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: Alekseevvadimiibmstu@gmail.com
**e-mail: Kalugin-09@mail.ru

Аннотация

Исследованы прочностные характеристики модели турбины, изготовленной из PLA-пластмассы с помощью аддитивных технологий. Проведены испытания турбины на прочность, и сделана оценка влияния растягиваю­щих напряжений при вращении турбины на её работоспособность. Дана оценка использования деталей, изготов­ленных аддитивным методом, в различных агрегатах, в том числе в лабораторных стендах для исследования тур­бин на сжатом воздухе.

Ключевые слова:

газовые турбины, PLA-пластмасса, прочность турбин, SLM-печать, испытание на прочность, ЗБ-прототипирование, коэффициент запаса прочности

Библиографический список

  1. Аддитивные технологии: настоящее и будущее: Материалы IV международной конференции ( Москва, 30 марта 2018). – М.: ВИАМ, 2018. – 450 с.

  2. Маслов Ю.В., Мищенко В.Ю. Быстрое прототипирование и его применение в аэрокосмической отрасли // Атмосферные энергетические установки. 2011. №1. С. 23-27.

  3. Елистратова А.А., Коршакевич И.С., Тихоненко Д.В. Технологии 3В-печати: преимущества и недостатки // Решетневские чтения: Материалы XVIII Международной научной конференции (11-14 ноября 2014, Красноярск): В 3-х ч. – Красноярск: Редакционно-издательский отд. Сибирского гос. аэрокосмического ун-та, 2014. С. 557–559.

  4. Самохвалов Н.Ю. Установка для аэродинамического исследования лопаток турбин // Труды МАИ. 2014. № 74. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=49297

  5. SpaceX launches 3D-printed part to space, creates printed engine chamber. 2014. URL: https://www.spacex.com/news/2014/07/31/spacex-launches-3d-printed-part-space-creates-printed-engine-chamber-crewed

  6. Роскосмос провел испытания 3D-печатной камеры сгорания ракетного двигателя. 2018. URL: http:// 3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/roscosmos-tested-the-3d-printed-combustion-chamber-of-the-rocket-engin

  7. Белов Е.В., Иванов А.В., Иванов Н.Г., Кашапов М.А., Климов В.Ю., Лёвочкин П.С., Ромасенко Е.Н., Неруш С.В. Применение технологии селективного лазерного сплавления (СЛС) для изготовления теплообменников систем наддува баков ракет-носителей // Труды НПО «Энергомаш им. академика В.П. Глушко». 2018. № 35. С. 93-105.

  8. Абдуллин М.И., Басыров А.А., Николаев А.В. Метал­лополимерные композиции для 3D-печати // Universum: химия и биология. 2015. № 11(18). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/2701

  9. Овчинников И. В., Хомяков А. М. Несущая способность рабочего колеса реактивной турбины // Ве­стник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 3. С. 120-128.

  10. Максимов С.Ф., Ягодников Д.А., Андреев Е.А., Крюков П.Б. Изучение энергетических характеристик активной турбины на модельном однофазном и двухфазном рабочем теле: Метод. указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Теория и проектирование ТНА». – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 46 с.

  11. Материалы для 3D-печати. URL http://3dmf.ru/informacziya/materialyi/

  12. Авдеев А. В., Хомяков А. М. К методологии расчетов и нормирования запасов прочности деталей двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 2. С. 112-120.

  13. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Autodesk Inventor 2012. Трехмерное моделирование деталей и создание чертежей: Учебное пособие. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 120 c.

  14. Engelson V., Bunus P., Popescu P., Fritzson P. Mechanical CAD with multibody dynamic analysis based on Modelica simulation // Proceedings of the 44th Scandinavian Conference on Simulation and Modeling (Västerås, Sweden, Modelica Association). 2003, pp. 18-19.

  15. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1993. – 640 с.

  16. Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред: Учебное пособие. – М.: Мир, 1974. – 319 с.

  17. ГОСТ Р 52857.1–2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования. – М.: Стандартинформ, 2008. – 28 с.

  18. Ушакова Е.С., Арефьев К.Ю., Полянский А.Р. Моделирование теплопрочностных характеристик элементов конструкции ракетного двигателя твердого топлива, изготовленных методом прототипирования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 4(697). С. 58-67. DOI: 10.18698/0536-1044-2018-4-58-67

  19. Галимова Л.А., Атрощенко В.В., Смирнов В.В., Чуракова А.А., Гундеров Д.В., Заманова Г.И. Структура и механические свойства образцов из нержавеющей стали, полученных методом селективного спекания // Вестник Башкирского университета. 2016. № 2. С. 258–263.

  20. Hendrickson J. W. Use of Direct Metal Laser Sintering for Tooling in High Volume Production. – USU Library, Logan, Utah, 2015. – 35 p.

  21. Torrado A.R., Roberson D.A. Failure Analysis and Anisotropy Evaluation of 3D-Printed Tensile Test Specimens of Different Geometries and Print Raster Patterns // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2016. Vol. 16. No. 1, pp. 154–164. DOI: 10.1007/ s11668-016-0067-4



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024