ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВАЛА ГИДРОТУРБИНЫ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2017.01.028
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 20, № 1, 2017 (Март)
Страницы 28-35

 

Авторы

Е. А. Стрельникова, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), ORCID: 0000-0003-0707-7214

И. Г. Сирота, ПАО «Укргидроэнерго» (07300, Украина, Киевская область, г. Вышгород)

А. В. Линник, Публичное акционерное общество “Турбоатом” (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), e-mail: lynnyk@turboatom.com.ua

Л. А. Калембет, Публичное акционерное общество “Турбоатом” (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199)

В. Н. Зархина, Публичное акционерное общество “Турбоатом” (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199)

О. Л. Зайденварг, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17)

 

Аннотация

Предложена методика определения математического ожидания количества лет до разрушения вала гидротурбины, имеющего дефектную зону. Предполагается, что вблизи поверхности вала могут находиться микродефекты, которые распространяются под действием приложенной нагрузки. Оценивается время (в годах), необходимое для того, чтобы микротрещины развилась до попадания в дефектную зону.

 

Ключевые слова: долговечность, вал гидротурбины, трещина, математическое ожидание

 

Литература

  1. Dimarogonas, A. D. Vibration of Cracked Shafts in Bending / A. D. Dimarogonas, C. A. Papadopoulos // J. Sound Vibration. – 1983. – Vol. 91. – P. 583–593. https://doi.org/10.1016/0022-460X(83)90834-9
  2. Sinou, J. J. Experimental Response and Vibrational Characteristics of a Slotted Rotor / J. J. Sinou // Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. – 2009. – N 14. – P. 3179–3194. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.10.024
  3. Gasch, R. A. Dynamic Behavior of a Simple Rotor with a Cross-Sectional Crack / R. A. Gasch // Proc. of I Mech. Conf. on Vibrations in Rotating Machinery, 1976. – London, 20, Paper No. C178/76. – P. 123–128.
  4. Grabowski, B. The Vibrational Behavior of a Turbine Rotor Containing a Transverse Crack / B. Grabowski // ASME J. Mech. – 1980. – N 102. – P. 140–146. https://doi.org/10.1115/1.3254704
  5. Bently, D. E. Detection of Rotor Cracks / D. E. Bently, A. Muszynska // Proc. of 15th Turbomachinery Symposium, Corpus Christi, TX, November 10–13, 1986. – P. 129–139.
  6. Mayes, I. W. Analysis of the Response of a Multi-Rotor-Bearing System Containing a Transverse Crack in a Rotor / I. W. Mayes, W. G. R. Davies // ASME J. Vibration, Acoust., Stress, Reliab. – 1984. – N 10. – P. 139–145. https://doi.org/10.1115/1.3269142
  7. Darpe, A. Coupled Bending. A Longitudinal and Torsional Vibrations of a Cracked Rotor / A. Darpe, K. Guptaand, K. Chawla // J. Sound Vibration. – 2004. – Vol. 269. – P. 33–60. https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00003-8
  8. Darpe, A. K. Coupled Vibrations of a Rotor With Slant Crack / A. K. Darpe // J. Sound Vibration. – 2007. – Vol. 305. – P. 172–193. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2007.03.079
  9. Bachschmid, N. Some Remarks on Breathing Mechanism, on Non-Linear Effects and on Slant and Helicoidal Cracks / N. Bachschmid, E. Pennacchiand // J. Mech. Syst. Signal Proc. – 2008. – Vol. 22. – P. 879–904. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2007.11.007
  10. Sawicki, J. T. Exploration of NDE Properties of AMB Supported Rotors for Structural Damage Detection / J. T. Sawicki, D. L. Storozhev, J. D. Lekki // ASME J. Eng. Gas Turbines Power. – 2011. – Vol. 133. – P. 122–150. https://doi.org/10.1115/1.4002908
  11. The hypersingular integral technique in two-dimentional elasto-plastic analysis / B. Kantor, V. Naumenko, H. Strelnikova, E. Ventsel // WIT Transactions on Modelling and Simulation. – 1999. – Vol. 25. – P. 65–74.
  12. Vibration Based Crack Diagnosis in Rotating Shafts During Acceleration Through Resonance / J. T. Sawicki, X. Wu, G. Baaklini, A. L. Gyekenyesi // Proc. of SPIE 5046, Nondestructive Evaluation and Health Monitoring of Aerospace Materials and Composites II, San Diego, CA . 2003. – P. 45–56. https://doi.org/10.1117/12.484297
  13. Condition Monitoring of Rotor Using Active Magnetic Actuator / J. T. Sawicki, M. I. Friswell, A. H. Pesch, A. Wroblewski // Proc. of ASME Turbo Expo Power for Land, Sea and Air, Berlin, Germany, June 9–13, ASME 2008: Paper No. GT2008-51169. – P. 1–9. https://doi.org/10.1115/GT2008-51169
  14. Detecting Cracked Rotors Using Auxiliary Harmonic Excitation / J. T. Sawicki, M. I. Friswell, Z. A. Kulesza, J. D. Wroblewski-Lekki // J. Sound Vibration. – 2011. – Vol. 330 – P. 1365–1381. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2010.10.006
  15. Turbine Shaft Failure Cause Analysis / M. Arsić, B. Vistać, Z. Savić, Z. Odanović, M. Mladenović // Proc. The Seventh Intern. Triennial Conf. Heavy Machinery. –HM 2011, June 29 – July 2, 2011, Vrnjačka Banja. 2011. – P. 49–54.
  16. Панасюк, В. В. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов / В. В. Панасюк, А. Е. Андрейкив, С. Е. Ковчик. – Киев: Наук. думка, 1971.– 278 с.
  17. Андрейкив, А. Е. Усталостное разрушение и долговечность конструкций / А. Е. Андрейкив, А. И. Дарчук. – Киев: Наук. думка, 1987. – 404 с.
  18. Когаев, В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В. П. Когаев. – М.: Машиностроение, 1993. – 364 c.
  19. Torsion response of cracked steel shaft / S. J. Lessenden, S. P. Pissot, M. V. Tretheway, K. P. Naynaed // Fatique fract. Eng. Mater. Struct. – 2006. – Vol. 30. – P. 734–747. https://doi.org/10.1111/j.1460-2695.2007.01149.x
  20. Paris, P. Criteria of fatique crack propagation / P. Paris, F. Erdogan // J. Basic Eng. – 1963. – Vol. 85. – P. 528–533. https://doi.org/10.1115/1.3656900
  21. Dimarogonas, A. D. Vibration of cracked shafts in bending / A. D. Dimarogonas, C. A. Popadopoulos// J. solid and vibrations. – 1983. – Vol. 91, N 4. – P. 583–593. https://doi.org/10.1016/0022-460X(83)90834-9
  22. Influence of loading regimes and operational environment jn fatigue state of components of turbine and hydromechanical equipment at hydropower plants / Arsić Miodrag, Bošnjak Srđan, Međo Bojan, Burzić Meri, Vistać Brane, Savić Zoran // Internet Edition, Intern. Conf. Power Plants, 2012. – Intern. Conf. on Power aspects of power plants operation. – P. 57–60.
  23. Пугачев, В. С. Теория вероятностей и математическая статистика / В. С.  Пугачев. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 496 с.
  24. ТУ302.02.173-93. Заготовки валов для гидравлических турбин. – Харьков: ПО «Харьковский турбинный завод», 1992. – 27 с.
  25. ГОСТ 1778-70. Металлографические методы определения неметаллических включений. – Введ. 01.01.72. – М.: Изд-во стандартов, 1970. – 24 с.
  26. ГОСТ 5639-82. Методы выявления и определения величины зерна. – Введ. 01.01.83. – М.: Изд-во стандартов, 1983. – 21 с.

 

Поступила в редакцию 10 февраля 2017 г.