Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Сектор диска газовой турбины: циклическая симметрия (MPC), высокотемпературная ползучесть и усталостная долговечность S-N
60-градусный сектор ротора газовой турбины из титанового сплава Ti-6Al-4V с пазом типа «ласточкин хвост»: циклическая симметрия в цилиндрической СК (MPC), вторичная ползучесть Нортона–Бейли и расчёт усталости по кривой Баскина.
Диски авиационных двигателей и энергетических турбин испытывают колоссальные центробежные и термические нагрузки на протяжении тысяч часов эксплуатации. Моделирование одного периодического сектора сокращает размерность задачи в 6 раз с сохранением полной 3D точности. В кейсе рассчитывается 60-градусный сектор диска из сплава Ti-6Al-4V под центробежным усилием пера лопатки 5 000 Н с периодическими связями MPC на гранях разреза, оценкой ползучести и запаса усталостной долговечности по кривой S-N.
1. Геометрия и конечные элементы
- •Твердотельная 3D B-Rep модель (`turbine_disk_sector.step`, 18 граней CAD, габариты 110 × 95,26 × 25 мм).
- •Сетка: 937 тетраэдров TET4, 356 узлов, 1 068 степеней свободы.
- •Титановый сплав Ti-6Al-4V: E = 115 ГПа, ν = 0,32, ρ = 4 500 кг/м³, предел текучести σ_y = 830 МПа; ползучесть Нортона–Бейли A = 1e-36, n = 5; усталость Баскина σ_f = 1,2 ГПа, b = -0,09.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Внутреннее посадочное отверстие вала зафиксировано (`fix surface number 42`, R = 24 мм).
- •Условие циклической симметрии с вращательным MPC-маппингом между периодическими гранями (`cyclic surface number 43 surface number 44 sectors=6 axis=0,0,1`).
- •Центробежная радиальная сила 5 000 Н от пера лопатки приложена к верхней грани паза (`load surface number 34 force=5000 component=x`).
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Периодические многоточечные связи MPC обеспечивают непрерывность перемещений и напряжений через межсекторную границу без скачков.
- ✓Пиковое напряжение по Мизесу в скруглении замкового паза составляет σ_vm = 26,87 МПа при максимальном радиальном перемещении |u|_max = 0,0333 мм.
- ✓Оценка усталости по Баскину подтверждает неограниченный ресурс (log₁₀(N_f) = 18,03 циклов, накопленная повреждаемость D = 9,32 × 10⁻¹⁹).
Интеграция циклической симметрии, моделей ползучести и усталостного анализа в WebCAE позволяет разработчикам турбомашин рассчитывать блиски и диски роторов за секунды прямо в браузере.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Сейсмический удар (base_accel) по фланцевому пилону связи с вынесенной массой на RBE2 (TET10)
Нестационарный джоулев нагрев и термоупругий удар медной S-шины инвертора (TET10)
Двухвходовой вихревой смесительный коллектор с отбойной перегородкой (CFD)
