Автоматизация проектирования и оптимизация конструкций полочных бандажей рабочих колес авиационных газовых турбин
Диссертация
К конструкции рабочих лопаток предъявляются весьма высокие требования, которые можно представить в виде четырех основных условий /12/: совершенные газодинамические характеристики, обеспечивающие необходимое преобразование газового потока в рабочем колесе ступени с минимальными потерями энергиивысокая надежность конструкций рабочих лопаток, способность длительное время выдерживать весьма большие… Читать ещё >
Список литературы
- Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании) / А. И. Половинкин, Н. К. Бобков, Г. Я. Буш и др. М.: Радио и связь, 1985. — 344 с.
- Автоматизация проектирования лопаток авиационных турбомашин (методология, алгоритмы, системы) / Б. М. Аронов, В. П. Балтер, В. А. Камынин и др.- под ред. Б. М. Аронова. М.: Машиностроение, 1994. — 240 с.
- Автоматизированная система оптимального проектирования бандажных полок рабочих лопаток газовых турбин. Технический отчет СГНПП «Труд» № 001.6610 / Н. Г. Гаврилов, A.M. Сильченко и др., Куйбышев, 1982. 265 с.
- Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, А. Ф. Прохоров и др., под ред. Ю. М. Соломенцева, В. Г. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1986. — 256 с.
- Аоки М. Введение в методы оптимизации. Перев. с англ. М.: Наука, 1977. 344 с.
- Аронов Б.М. Автоматизация конструирования лопаток авиационных турбомашин. М.: Машиностроение, 1978. — 168 с.
- Аронов Б.М., Гаврилов Н. Г. Метод аналитического проектирования бандажных полок рабочих лопаток турбин. В сб.: Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей, 1974, вып. 58, Куйбышев, КуАИ. с. 138−150.
- Аронов Б.М., Тихонов Г. Ю. Автоматизация проектирования бандажных полок лопаток рабочих колес турбин. // Изв. ВУЗов. Авиационная техника, 1997, N4, с. 99−102.
- Аронов Б.М., Тихонов Г. Ю. Алгоритм автоматического поиска оптимальных параметров бандажей лопаток рабочих колес газовых турбин. / СГАУ, Самара, 1995, 22 е., библиогр .: 9 назв. — Деп. в ВИНИТИ 12.05.95, N1332-B95.
- Аронов Б.М., Варламов О. Ю., Гуревич Н. Я. Отбор проектируемых конструкций деталей ГТД по показателям сложности. // Авиационная промышленность. № 2, 1990. с. 24−25.
- Артемьев В.И., Строганов В. Ю. Организация диалога в САПР. М.: Высшая школа, 1990. — 158 с.
- Банди Б. Методы оптимизации. М.: Радио и связь., 1988. — 124 с.
- Бартош Е.Т. Определение утечек через лабиринтовые уплотнения газовых турбин. // Энергомашиностроение. 1960. № 12, с. 22−26.
- Белоусов А.И., Биргер И. А. Прочностная надежность деталей турбома-шин. Куйбышев, КуАИ, 1983. 83 с.
- Белоусов А.И., Иванов А. И. Методы оптимизации в проектировании двигателей летательных аппаратов. Куйбышев. КуАИ, 1980. 30 с.
- Беляков И.Т., Чернобровкина J1.C. Основы построения систем автоматизированного проектирования. М.: МАИ, 1979. — 64 с.
- Бибиков В.В. Инструментальные средства ввода-вывода информации для персональных компьютеров // Тез. докл. конф. «Управление и контроль качества технологических процессов изготовления деталей в машиностроении». -Уфа, 1995.-с. 11−12.
- Биргер И.А. Основы автоматизированного проектирования //изв. вузов. Машиностроение, 1977. N8. с. 32−35.
- Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. 560 с.
- Бойко А.В. Оптимальное проектирование проточной части осевых турбин. Харьков: Вища школа, 1982. 151 с.
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980. 520 с.
- Вермишев Ю.Х. Методы автоматического поиска решений при проектировании сложных технических систем. М.: Радио и связь, 1982. 152 с.
- Гаврилов Н.Г., Сильченко A.M. Автоматизированная система оптимального проектирования бандажных полок рабочих лопаток турбомашин. В сб.: Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей. КуАИ, 1983. с. 109−117.
- Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир, 1985.- 509 с.
- Гордеев В.Б. Расчет на статическую прочность антивибрационной полки рабочей лопатки компрессора. НПО «Труд», КМЗ, Технический отчет 001.8851, Куйбышев, 1987. 38 с.
- Динамика авиационных газотурбинных двигателей / Под ред. И.А. Бир-гера, Б. Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.
- Дмитриева И.Б. Автоматизация формирования пространственных моделей элементов осевых турбомашин. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Самара, СГАУ, 2000. 205 с.
- Дмитриева И.Б. Системно-структурный анализ лопаток турбомашин для построения моделей // Известия ВУЗов. Авиационная техника, 2000. № 1, С. 7475.
- Егоров И.Н. Технология оптимизации авиационных ГТД. Труды XX научных чтений по космонавтике, посвященных памяти выдающихся ученых-пионеров освоения космического пространства. ИИЕТ РАН, Москва, 1996 г.
- Зайченко Ю.П. Исследование операций. Учебное пособие. Киев. Вища школа, 1979. 392 с.
- Кириллов И.И. Теория турбомашин. JL: Машиностроение, 1972. 536 с.
- Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей /И.А. Биргер, Б. Ф. Балашов, Р. А. Дульнев и др. М.: Машиностроение, 1081. 222 с.
- Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. / С. А. Вьюнов, Ю. И. Гусев, А. В. Карпов и др.- Под общ. ред. Д. В. Хронина. М.: Машиностроение, 1989. — 368 е.: ил.
- Копелев С.З. Проектирование проточной части турбин авиационных двигателей. М.: Машиностроение. 1984. 224 с.
- Кораблин М.А., Минаков И. А. Эволюционные алгоритмы и имитационном моделировании // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Труды междунар. конф. Самара: Самарский научный центр РАН, 1999. С. 89−94.
- Краснощеков П.С., Флеров Ю. А. Методология проектирования систем автоматизированного проектирования сложных технических объектов // Тематический сб. научных трудов «Современный анализ в технике». М., МАИ, 1992.- С.10−21.
- Кудрин К.А. Разработка методов автоматизированного тестирования программного обеспечения систем автоматизации эксперимента. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н., Самара, СГАУ, 1998. 163 с.
- Кузнецов Н.Д., Цейтлин В. И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. 214 с.
- Маслов В.Г. Теория выбора оптимальных параметров при проектировании авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1981. 123 с.
- Мельников М.А., Ушаков А. И., Фатеев В. А. Методы и программы расчета НДС лопаток / Сб. ст.: Методы расчета напряженно-деформированного состояния лопаток турбомашин. М.: ЦИАМ, Труды № 1177, 1987. с. 257−359.
- Методы расчета напряженно-деформированного состояния лопаток турбомашин. Сборник статей под ред. Ушакова А. И., Труды ЦИАМ № 1177, 1987.- 524 с.
- Минаков И.А. Применение генетических алгоритмов для нахождения оптимального набора параметров // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды IX межвуз. конф. чЧ.2. 1999. Самара: СамГТУ. С. 92−94.
- Минаков И.А. Генетические алгоритмы в задачах эволюционного моделирования // Математика, компьютер, образование: Тез. докл. VI междунар. Конф. (г. Пущино), 1999. С. 188.
- Моисеев Н.Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. 352 с.
- Никитин Ю.М. Конструирование элементов деталей и узлов авиадвигателей. М.: Машиностроение, 1968. 324 с.
- Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. 311 с.
- Норенков И.П. Принципы построения и структура САПР. М.: Машиностроение, 1986. — 184 с.
- Основы автоматизированного проектирования двигателей летательных аппаратов / Д. В. Хронин, В. И. Баулин, Ю. П. Кирпикин, М. К. Леонтьев. Под ред. Д. В. Хронина. М.: Машиностроение, 1984. — 184 с.
- Основы проектирования турбин авиадвигателей. / А. В. Деревянко, В. И. Журавлев, В. В. Зикеев и др., под ред. С. З. Копелева. М.: Машиностроение, 1988. 328 с.
- Петров А.В., Черненький В. М. Проблемы и принципы создания САПР / М.: Высшая школа. 1990. 144 с.
- Подиновский В.В., Ногин В. Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. 256 с.
- Постнов В.А., Дмитриев С. А., Елтышев Б. К., Родионов А. А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений. Ленинград, «Судостроение», 1975.-286 с.
- Прогнозирование прочностных ограничений при проектировании функциональных элементов турбомашин в условиях многорежимности их работы.
- Б.М. Аронов, А. Г. Головин, М. С. Стенгач, Г. Ю. Тихонов, СГАУ, Самара, 1994, 8с., библиогр.: 2 назв. — Деп. в ВИНИТИ 31.10.94, N2467-B94.
- Программный комплекс СУРА (система суперэлементного расчета конструкций). Березницкий С. Л., Навроцкий В. В., Селезнев В. Г. и др. Научно-технический отчет № 11 316, деп, Москва, 1988. 137 с.
- Проектирование авиационных газотурбинных двигателей: Учебник для вузов / Под. ред. профессора A.M. Ахмедзянова. — М.: Машиностроение, 2000. -454 с
- Расчет на прочность авиационных газотурбинных двигателей / И.А. Бир-гер, В. М. Даревский, И. В. Демьянушко и др.- Под ред. И. А. Биргера и Н.И. Коте-рова. М.: Машиностроение, 1984. 208 с.
- Расчет на прочность деталей машин: Справочник /И.А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. 3-е изд., перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1979. 702 с.
- Сериков П.В., Тихонов Г. Ю. Метод структурно-параметрической оптимизации полочных бандажей рабочих колес турбин / СГАУ, Самара, 1998, 43с., библиогр .: 8 назв. — Деп. в ВИНИТИ 12.05.98 N1426-B98.
- Скубачевский Г. С. Авиационные ГТД, конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981. 552 с.
- Соболь И.М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. — 110 с.
- Стоянов Ф.А. Оптимальное автоматизированное проектирование проточных частей осевых турбомашин. Киев: Наук, думка, 1989. 176 с.
- Стронгин Р.Г. Численные методы в многоэкстремальных задачах. М.: Наука, 1978. 240 с.
- Сухарев А.Г., Тимохов А. В., Федоров В. В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986. 326 с.
- Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей 1 Под ред С.М. Шлях-тенко. М.: Машиностроение. 1979. 568 с.
- Термопрочность деталей машин / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, И.В. Демья-нушко и др.- Под ред. И. А. Биргера и Б. Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. 455 с.
- Тунаков А.П. Методы оптимизации при доводке и проектировании газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение. 1979. 184 с.
- Федоров Б.С., Гуляев Н. Б. Проектирование программного обеспечения САПР /М.: «Высшая школа». 1990. 160 с.
- Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975.534 с.
- Холщевников К.В., Емин О. Н., Митрохин В. Т. Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М.: Машиностроение, 1986. 432 с.
- Численные методы условной оптимизации. Пер. с англ. / под ред. Ф. Гилла и У. Мюррея. М.: Мир, 1977. — 290 с.
- Шпур Г., Краузе Ф. Автоматизированное проектирование в машиностроении. Пер. с немецк. М.: Машиностроение, 1988. — 648 с.
- Штернберг Л.Ф. Теория формальных грамматик. Учебное пособие. Куйбышев. КуАИ, 1979. 69 с.
- Шубенко-Шубин Л.А., Стоянов Ф. А. Автоматизированное проектирование лопаточных аппаратов тепловых турбин. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 237 с.
- Goldberg D.E. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Massachusetts: Addison-Wesley Publishing inc. 1989. 420 c.
- Экранные формы САПР ПБ и л 1 дш д I >, i 1 ишмш I жиаяюиюишмяя’жтаяявдтаlEnter- продолжение1. Стартовый экран САПР ПБlEnter продолжение1. SC выход
- Меню ввода исходных данныхполочный бандаж1. Общие данные по
- Мисло режимов Щ Суммарный ресурс, час1. Npew.1. Наименования режимов1. Плит. в V. к рес.1. Темпе пероб-^мин
- Число циклов нагружения за ресурс
- Проектный режим выделяется цветом в первой колонкеш жтштшт шшшш1. F1 Поио
- Ввод данных по режимам работыполочный бандаж
- Результаты проектирования проточной части колесаgn2
- Число лопаток в колесе Форма трактовой поверхности |Щдмнйы gml и дп2 задвтся- тоу1%й-?> для схен|гЗ
- Ввод параметров проточной частиполочный бандаж
- Результаты эскизного проекта ступени С неварьируемые параметры полки) рмг1. Ъ21
- Параметры можно не задавать либо задать частично. Недостающие параметры будут выбраны автоматически.
- Ввод конструктивных параметров (раздел 1) полочный бандаж
- Результаты эскизного проекта ступени (неварьируемые параметры полки)1. В .В ¦1. Js. ,-^-V JJL
- Параметры можно не задавать, либо задать частично. Недостающие параметры будут выбраны автоматически.
- Ввод конструктивных параметров (раздел 2) полочный бандажнормативные требования
- Требуемые запасы прочности по совокупности режимов: по статической прочности по долговечности по циклической долговечности
- Допустимые напряжения на проектном режиме растяжения (можно не задавать) рЯИШИЙ кг/мм2 смятия на контактных гранях кг/мм2
- Минимально допустимое расстояние между передним ребром и платиком nrl задним ребром и платиком пг241*1пг2-Ул-чС'х*
- Попуск на несовпадение центров тяжести полки и периферийного профиля nejiaмм.
- Ввод нормативных требований и ограниченийполочный бандажрезультаты
- Координаты- центра тяжести полки X -0.01 мм V 0.01 мм Координаты центра тяжести профиля
- X 0.00 мм У 0.00 мм Расстояние между центрами тяжести Y Л 0.01 мм
- Запасы прочности по сечениям1. К| К?11 424 1.42е+212 691 1 .ЗЗе+0181. Б.355.48S-I-01?1. Масса полки 0.1 691 кг1. Продолжение Enter
- Визуализация основных результатов проектирования
- Распечатка результатов проектирования полочного бандажа
- ИТОГОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ О СПРОЕКТИРОВАННОЙ БАНДАЖНОЙ ПОЛКЕ1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ1. Характеристики режимов
- TAUR длительность режима час.-
- TEMP температура полки К. -
- OBOR обороты ротора об/мин.-
- NN наименования режимов TAUR TEMP OBOR
- Макс.продолж. САУ, Н=500, t =12 100 000.00 674.70 7405.0-Проектный режим N 11. Материал лопатки ВЖЛ-12ЭН
- Плотность материала лопатки 7.93е-006 кг/мм**3 Число лопаток в колесе 84
- Параметры проточной части Аппликата трактовой поверхности на входе 537.099 мм. Аппликата трактовой поверхности на выходе 541.099 мм. Углы наклона трактовой поверхности на входе 0 град, на выходе 0 град.
- Параметры основания полки Радиус сопряжения полки с пером 2 мм. Перекрыша на входе 0.5 мм. Перекрыша на выходе 0.5 мм.
- Толщина полки на правом боковом разъеме 1 мм. Угол наклона контактной грани 35 град. Длина контактной грани 4 мм. Радиусы округления контактной гранисо стороны входа 1 мм. со стороны выхода 1 мм.
- Параметры ребра жесткости и гребней лабиринта Ширина основания ребра жесткости 1.5 мм. Ширина вершины ребра жесткости 0.5 мм. Высота ребра жесткости 5 мм.
- Радиус сопряжения ребра с полкой со стороны входа 1 мм. Радиус сопряжения ребра с полкой со стороны выхода 1 мм. Ширина основания 2-го гребня лабиринта 1.5 мм. Ширина вершины 2-го гребня лабиринта 0.5 мм. Высота 2-го гребня лабиринта 5 мм.
- Радиус сопряжения 2-го гребня с полкой со стороны входа 1 мм. Радиус сопряжения 2-го гребня с полкой со стороны выхода 1 мм. Угол наклона грани ребра и гребней на входе 0 град. Угол наклона грани ребра и гребней на выходе 8 град.
- Параметры платика Ширина платика со стороны спинки 5 мм. Ширина платика со стороны корыта 5 мм. Угол наклона платика со стороны спинки 90 град.
- Угол наклона платика со стороны корыта 90 град. Высота платика 2.5 мм.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- Значения варьируемых параметров Ордината точки, А 26.057 мм.
- Угол наклона боковой поверхности полки 55.0000
- Координаты базовых точек полки
- X = 13. .730 мм. Y = 26., 057 мм
- X = 1. .761 мм. Y = 17., 676 мм
- X = -1.. 681 мм. Y = 22., 591 мм
- X = -14. .880 мм. Y = 13. .349 мм
- X = -14. .880 мм. Y = -26., 891 мм
- X = -1.. 681 мм. Y = -17., 825 мм
- X = 1. .761 мм. Y = -22., 746 мм
- X = 13.. 730 мм. Y = -14. 386 мм
- Координаты центра тяжести профиля Х= Координаты центра тяжести полки Х= Расстояние между центрами тяжести Вес полки 0.1 691 кг.0000 мм. У= 0.005 мм. Y= 0.008 мм.0000 мм. 0.006 мм.
- Напряжения на проектном режиме (по сечениям:) Ысеч растяжения сжатия1 5.711 -5.7112 11.780 -48.9153 12.803 -50.457
- Суммарные запасы прочности по сечениям1 по напряжениям 14.24 по долговечности 1.41 825е+0212 по напряжениям 6.91 по долговечности 1.33 126е+0183 по напряжениям 6.35 по долговечности 5.48 398е+017
- Запасы по циклической долговечности1. Nr режимы I
- Макс.продолж. САУ, Н=500, t =12 1.146 472е+005сечения1. III974790е+004 8.554 848е+004
- Координаты точек, через которые проходят опасные сечения.
- XI = -14.880 мм. Y1 = -20.891 мм. Х2 = -9.934 мм. Y2 = -23.494 мм.
- XI = -14.880 мм. Y1 = -26.175 мм. Х2 = 13.730 мм. Y2 = 9.924 мм.
- XI = -14.880 мм. Y1 = -17.078 мм. Х2 = 10.361 мм. Y2 = 23.698 мм.1. УТВЕРДАЮ
- Главный Конструктор Газовых турбин Зам. Технического директора1. Q ^ Лебедев А. С. 1. М’jCA" >> Н 2001 г. 1. АКТ
- Настоящим подтверждаем, что результаты диссертационной работы Тихонова Г. Ю. включены в программный комплекс САПР «Лопатка» и были применены при проектировании стационарных энергетических установок1. ГТЭ-60 и СТ-20.
- Зам. Главного конструктора Газовых турбин1. Ермолаев А.А.
- Начальник отдела Лопаточных 7 / Аппаратов1. Сундуков Ю.М.
- Начальник расчетного отдела1. Симин Н.О.1. При, 133ие 41. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
- РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (РОСПАТЕНТ)1. СВИДЕТЕЛЬСТВО
- Об официальной регистрации программы для ЭВМ990 816
- Система автоматизированного проектирования рабочих лопаток турбин1. САПР РЛТ)1. Правообладатель (ли):
- Страна: Российская Федерацияпо заявке № 990 621, дата поступления: 4 августа 1999 г.
- Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМг. Москва, 16 ноября 1999 г.
- TcMeficuAtj’HjbiiigAbfien/riboftсАЗ). СКю^^шгшн