Разработка численных методов и программного обеспечения для прогнозирования усталостной прочности деталей турбомашин

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1. Напряжннодеформированное состояние и виды основных отказов конструктивных элементов турбомашин, работающих под действием термомеханических нагрузок
1.1.1. Корпуса турбин, паровые коробки, арматура
1.1.2. Детали газовых турбин
1.1.3. Роторы, лопатки, диски турбин и компрессоры
1.2. Обзор методов определения усталостной прочности лопаток и других деталей турбомашин
1.3. Математическое моделирование лопаток и других деталей турбомашин при анализе их напряжннодеформированного состояния, свободных и вынужденных колебаний.
1.4. Общие требования к данным для расчта и оценки.
1.5. Экспериментальные методы исследования усталостной прочности
1.6. Выводы.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ФАКТОРЫ ВЛИЯНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН
2.1. Методы оценки усталостной прочности деталей турбомашин.
2.1.1. Метод моделирования развития трещины.
2.1.2. Метод долговечности по напряжениям.
2.1.3. Метод долговечности по деформациям.
2.1.4. Метод виброусталости.
2.2. Факторы влияния на предел выносливости деталей турбомашин
2.3. Выводы.
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ АНАЛИЗА НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН
3.1. Численные методы, используемые для приближнных решений задач упругости механики деформируемого тврдого тела.
3.1.1. Метод конечных разностей.
3.1.2. Метод граничных элементов
3.1.3. Метод конечных элементов.
3.2. Применения метода конечных элементов в прочностном анализе деталей турбомашин.
3.2.1. Задачи температурных полей в деталях турбомашин.
3.2.2. Задачи статического напряжннодеформированного состояния деталей турбомашин
3.2.3. Задачи определения динамических характеристик деталей турбомашин с учтом влияния температуры и вращения
3.3. Применяемые конечные элементы.
3.4. Математическое моделирование и разработка численных методов для решения динамической задачи лопаток турбомашин
3.4.1. Трхмерная модель лопаток
3.4.2. Модель на основе теории пластин и оболочек.
3.5. Разработка модели возбуждающих газодинамических сил.
3.6. Программная реализация метода конечных элементов при исследовании усталостной прочности лопаток и других деталей машин
3.6.1. Основные алгоритмические решения при реализации МКЭ
3.6.2. Нагрузки и граничные условия.
3.6.3. Построение матрицы жсткости элементов.
3.6.4. Построение матрицы масс элементов
3.6.5. Построение глобальных матриц.
3.6.6. Алгоритм решения статических уравнений.
3.3.7. Алгоритм определения собственных частот и форм колебаний
3.6.8. Алгоритм определения динамических напряжений.
3.6.9. Алгоритм построения графического вывода результатов
3.7. Выводы.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И ВЫБОР МЕТОДОВ РАСЧТА ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И СХЕМАТИЗАЦИИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ НАГРУЖЕНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБОМАШИН МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
4.1. Методы прямого интегрирования
4.1.1. Метод центральных разностей
4.1.2. Метод Хаболта
4.1.3. Метод Вилсона 0
4.1.3. Метод Ньюмарка.
4.1.4. Метод i Метод ННТ.
4.2. Методы определения динамических напряжений на основе собственных частот и форм колебаний.
4.2.1. Метод суперпозиции мод.
4.2.2. Метод ускорения мод
4.3. Метод квазистатического анализа
4.4. Метод ковариационного анализа
4.5. Метод анализа случайных колебаний.
4.6. Математическое и программное обеспечение для схематизации случайных процессов нагружения при оценке долговечности деталей турбомашин.
4.6.1. Схематизация случайных процессов нагружения во временной области
4.6.2. Схематизация случайных процессов нагружения в частотной области
4.7. Методы и алгоритмы определения характеристик сопротивления усталостному разрушению натурных деталей турбомашин
4.8. Выводы
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИКИ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН С УЧТОМ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРАЩЕНИЯ.
5.1. Результаты численного исследования
5.1.1. Результаты проверки точности и сходимости разработанных математических моделей.
5.1.2. Результаты численного исследования динамических характеристик
и усталостной прочности лопаток турбомашины
5.2. Разработка рекомендаций для повышения усталостной прочности деталей турбомашин.
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА