Подбор дискретности конечно-элементной сетки для вращающихся деталей межроторного подшипника газотурбинного двигателя с учетом шероховатости поверхности

DOI: 10.34759/vst-2020-1-171-179

Авторы

Семенова А. С.^*, Кузьмин М. В.^**

Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, филиал ОДК-Уфимского моторостроительного производственного объединения, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия

*e-mail: anna.semenova.lulka@gmail.com
**e-mail: maxim.kuzmin@okb.umpo.ru

Аннотация

Статья посвящена разработке методики подбора размера конечно-элементной (КЭ) сетки контактирующих вращающихся деталей подшипника с учетом шероховатости поверхности для прочностного расчета. Для обес­печения точности расчета в статическом расчете принято сгущать конечные элементы в области контакта. Для динамического расчета, где детали вращаются, такой метод не подходит.

Выполнена сравнительная оценка напряжений и деформаций в контакте роликов с дорожками качения под­шипника 5АВ1002926Р4, в 2D постановке двух вариантов:

• размер сетки выбран с учетом шероховатости поверхности контактирующих тел;

• размер сетки уменьшен в два раза по сравнению с первым вариантом.

Оценка дискретности сетки осуществлялась в программном комплексе LS-DYNA.

Разработанная методика подходит для всех видов плоских и твердотельных конечных элементов.

Ключевые слова:

межроторный подшипник, шероховатость поверхности, область контакта, контактные напряжения

Библиографический список

1. Семенова А.С., Гогаев Г.П. Оценка разрушающей частоты вращения дисков турбомашин с использованием деформационного критерия в программном LS-DYNA // Вестник Московского авиа­ционного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 134-142.

2. LS-DYNA keyword users manual (Version 971). – Livermore Software Technology Corporation (LSTC), 2012. Vol. 1. – 1953 p.

3. Августович В.Г., Шмотин Ю.Н. и др. Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях. – М.: Машиностроение, 2005. – 523 с.

4. Яворский Б.М., Детлаф Ф.Ф. Справочник по физике. – 2-е изд., перераб. – М.: Наука, 1985. – 512 с.

5. Буше Н.А. Подшипники из алюминиевых сплавов. – М.: Транспорт, 1974. – 256 с.

6. Моралес-Эспехель Г.Э. Развитие разрушений подшипников качения вследствие контактной усталости при качении // Evolution, 18.12.2015.

7. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г. С. Прикладная механика: Учебник. – М.: Высшая школа, 1989. – 350 с.

8. Кикоть Н.В., Снеткова Е.И., Леонтьев М.К., Дегтярев С.А. Анализ динамических характеристик подшипников качения в опорах роторов // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2012. № 2(23). С. 94-102.

9. Повреждения подшипников качения и их причины. – СПб.: SKF AB, 2002. – 47 c. URL: www.promshop.info/cataloguespdf/reasons_damage_bearings.pdf

10. Шабаев В.М., Казанцев А.С., Леонтьев М.К., Гаранин И.В., Карасев В.А. Вибродиагностика повреждений подшипников качения при монтаже и сборке тяжелых роторных узлов // Контроль. Диагностика. 2007. № 11. С. 18-24.

11. Критский В.Ю., Зубко А.И. Исследование возможности использования керамических авиационных подшипников скольжения нового поколения в конструкциях опор газотурбинных двигателей // Двигатель. 2013. № 3(87). C. 24-26.

12. Костецкий Б.И., Колесниченко Н.Ф. Качество поверхности и трение в машинах. – Киев: Технiка, 1969. – 216 с.

13. Леонтьев М.К. Конструкция и расчет демпферных опор роторов ГТД. – М.: Изд-во МАИ, 1998. – 44 c.

14. Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1990. – 703 с.

15. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. – М.: Машгиз, 1963. – 245 с.

16. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление мате­риалов: Учебное пособие. – М.: Наука, 1986. – 560 с.

17. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. – М.: Машиностроение, 1993. – 640 с.

18. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных эле­ментов в механике разрушения. – М.: Наука, 1980. – 256 с.

19. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление мате­риалов: Учебное пособие. – М.: Наука, 1986. – 560 с.

20. Назаренко Ю.Б., Потапов А.Ю. Устранение крити­ческих частот вращения роторов газотурбинных двигателей с помощью регулирования жесткости опоры // Двигатель. 2014. № 1(91). С. 14-16.