ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ КАЧЕСТВ РАБОЧИХ КОЛЕС ИЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА АГРЕГАТОВ НАДДУВА ДИЗЕЛЕЙ

Целью работы является проведение сравнительного анализа прочностных качеств рабочих колес, изготовленных из композитного материала, с прочностными качествами рабочих колес, изготовленных из аллюминие-вого сплава. Основним методом данного исследования является метод конечных элементов. Для подготовки модели и обработки результатов исследования использован пре- и постпроцессор Femap. Расчеты выполнены при помощи линейного решателя NX Nastran. Расчеты проведены для двух типоразмеров колес (двух диаметров) и двух расчетных случаев (для максимальной рабочей угловой скорости и разрушающей). В ходе работы получены напряженно-деформированные состояния рабочих колес. Распределение напряжений качественно идентично во всех расчетных вариантах. Перераспределение напряжений в рабочих колесах вследствие различной жесткости материалов отсутствует. Коэффициенты запасов прочности в результате замены материалов для 1-го и 2-го типоразмера снизились на 7,8 и 5 % соответственно (абсолютные значения -1,06 и 1,16 соответственно). Напряженно-деформированные состояния, полученные при прочностном расчете, могут быть использованы для последующего изготовления рабочего колеса из анизотропного материала. Проведенный расчет частот и форм свободных колебаний показал уменьшение значений частот свободных колебаний рабочих колес, изготовленных из композиционного материала, однако стоит отметить, что даже самые «низшие» частоты имеют значения приблизительно в два раза больше максимальных значений частот рабочего диапазона турбокомпрессора. Результаты проведенного анализа указывают на перспективность замены материалов с целью повышения надежности. Прочностной расчет показал необходимость дополнительных экспериментальных исследований рабочих колес, изготовленных из композиционных материалов.

центробежный компрессор, турбокомпрессор, композитный материал, конечно-элементный анализ