Методика оценки целостности ротора свободной турбины в случае отказа магнитного подвеса для двигателя АЛ31СТ

Авиационная и ракетно-космическая техника

2026. Т. 33. № 1. С. 97-105.

Авторы

Трешневская А. С.*, Макарычев А. С., Кузьмин М. В.**, Кирсанов А. Р.

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

*e-mail: Treshnevskaya_as@okb.umpo.ru
**e-mail: maxim.kuzmin@okb.umpo.ru

Аннотация

Представлены результаты численного моделирования аварийного отказа магнитного подвеса свободной турбины двигателя АЛ31СТ. Смоделировано падение раскрученного (до рабочей частоты вращения) ротора на резервные подшипники качения. Для этого смоделирован валопровод, который включает в себя ротор свободной турбины, вал промежуточный, нагнетатель и четыре страховочных шарикоподшипника. Задан критерий разрушения по времени для вспомогательных элементов в месте расположения опор ротора свободной турбины, которые были удалены при достижении ротором рабочей частоты вращения.

Ключевые слова:

свободная турбина, аварийный отказ магнитного подвеса, страховочные подшипники, керамические тела качения, податливость опор, раскрутка ротора, собственная частота ротора

Список источников

  1.  Моралес-Эспехель Г.Э. Развитие разрушений подшипников качения вследствие контактной усталости при качении // Evolution. 18.12.2015.
  2.  Петров Н.И., Николаев С.М. Уточненная оценка напряженно-деформированного состояния в подшипниках качения методом конечных элементов с учетом их эксплуатации в ГТД // Новые технологические процессы и надежность ГТД: Научно-технический сборник. Выпуск 9. Подшипники и уплотнения. М.: ЦИАМ, 2013. 222 с.
  3.  Повреждения подшипников качения и их причины, 2002. URL: www.promshop.info/cataloguespdf/reasons_damage_bearings.pdf
  4.  LS-DYNA Keyword User’s Manual (Version 971). – Livermore Software Technology Corporation (LSTC), California, 2007. Vol 1, 1384 p.
  5.  James B. Practical issues in ceramic armour design, ceramic armour materials by design // Ceramic Transactions. 2002. Vol. 134, pp. 33-44.
  6.  Кузьмин М.В., Трешневская А.С., Кирсанов А.Р. и др. Исследование влияния величины дисбаланса на прочность установки двухвальной роторной системы при проектировании ГТД // Вестник Московского авиационного института. 2025. Т. 32. № 2. С. 155-163. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=185001 EDN DDDSCA
  7.  Альтшуллер Г. Найди идею. Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. М.: Альпина Бизнес Букс, 2022. 408 с.
  8.  Орлов М.А. Основы классической ТРИЗ. Практическое руководство для изобретательного мышления. 2-е изд., испр. и доп. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. 67 с.
  9.  Curran D.R., Seaman L., Shockey D.A. Dynamic failure of solids // Physics Reports. 1987. Vol. 147. No. 5–6, pp. 253-388. DOI: 10.1016/0370-1573(87)90049-4
  10.  Семенова А.С., Гогаев Г.П. Оценка разрушающей частоты вращения дисков турбомашин с использованием деформационного критерия в программном комплексе LS-DYNA // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 134-142.
  11.  Tanapornraweekit G., Kulsirikasem W. FEM Simulation of HE Blast-Fragmentation Warhead and the Calculation of Lethal Range // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering. 2012. Vol. 6. No. 6, pp. 1070-1074.
  12.  Fouuntzoulas C.G., Cheeseman B.A., LaSalvia J.C. Simulation of ballistic impact of a tungsten carbide sphere on a confined silicon carbide target // 23RD International symposium on Ballistics (16–20 April 2007; Tarragona, Spain). ARL-RP-250. Vol. II, pp. 1039–1047.
  13.  Семенова А.С., Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Численное моделирование вращения межроторного подшипника с имитацией реальных условий работы // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 2. С. 124-132. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=180655
  14.  Семенова А.С., Кузьмин М.В. Отработка методики численного анализа напряжений смятия в роликовых подшипниках // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 180-190. DOI: 10.34759/vst-2022-3-180-190
  15.  Паршиков А.Н. Численный метод SPH, использующий соотношения распада разрывов, и его применение в механике деформируемых гетерогенных сред: Дисс. ... д-ра физ.-мат. наук. М., 2013. 202 с.
  16.  Семенова А.С., Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Исследование влияния частоты вращения внутреннего кольца сегментного керамического подшипника ГТД на его прочность // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 101-108.
  17.  Cronin D.S., Bui K., Kaufmann C., et al. Implementation and Validation of the Johnson-Holmquist Ceramic Material Model in LS-Dyna. 2003.
  18.  Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. 2-е изд., испр. М.: Изд-во ЛКИ, 2020. 256с.
  19.  Августович В.Г., Шмотин Ю.Н., Сипатов А.М. и др. Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях. М.: Машиностроение, 2005. 523 с.
  20.  Семенова А.С., Кузьмин М.В. Подбор дискретности конечно-элементной сетки для вращающихся деталей межроторного подшипника газотурбинного двигателя с учетом шероховатости поверхности // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 171-179. DOI: 10.34759/vst-2020-1-171-179

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026