Эквивалентный запас по разрушающей частоте вращения.
Если диск работает на различных режимах с температурами с длительностью U, то определяется эквивалентный запас по разрушающей частоте вращения по принципу линейного суммирования повреждений (гл. 13):
где
если, как обычно, режим 1 относится к режиму наименьшего запаса прочности. В равенстве
входят во второй степени, так как запас по частоте вращения соответствует квадрату запаса по напряжениям.
Модели локальной статической и длительной прочности диска
Эти модели служат дополнительными критериями прочностной надежности диска, оценивая местные запасы прочности
где
— предел длительной прочности при температуре Т и длительности нагружения
;
— наибольшее эквивалентное напряжение.
В практических расчетах часто принимают
При кратковременном разрушении или при работе в условиях нормальной температуры величина длительной прочности
заменяется пределом прочности
Из формулы (139) следует, что для увеличения прочности диска надо увеличивать толщину ближе к центру диска (в области стугшцы), так как при этом момент инерции возрастает медленнее, чем площадь сечения. В достаточно надежных дисках
Перейдем к определению запаса по цилиндрическому сечению. В этом случае разрушение происходит по цилиндрической поверхности радиусом гц и по участкам диаметрального сечения (рис. 14.18). Считаем для общности, что на радиусе гц имеется z отверстий диаметром d.
Рис. 14.17. Определение запаса по диаметральному сечению
Рис. 14.18. Определение запаса по цилиндрическому сечению
Рассматривая равновесие сил в вертикальном направлении, находим
где
, где
— наибольшее напряжение (радиальное или окружное) на данном радиусе.
Значение
определяется для сечения, в котором
минимально. При работе диска на различных режимах определяется эквивалентный запас прочности. Обычно принимают
Модели малоцикловой прочности диска.
Модель малоцикловой прочности диска содержит условие
где
— число циклов нагружения до разрушения диска, N — число циклов нагружения в процессе эксплуатации,
запас по циклической долговечности.
Для удовлетворительно работающих дисков расчетный запас долговечности равен
При экспериментальном определении запаса долговечности в составе изделия
Минимальные значения KN получаются в местах концентрации напряжений.