Вероятностная оценка долговечности вала гидротурбины при наличии трещин

Авторы

  • Е. А. Стрельникова Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины ул. Дм. Пожарского, 2/10, г. Харьков, Украина, 61046, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0707-7214
  • И. Г. Сирота ПАО «Укргидроэнерго», Ukraine
  • А. В. Линник ПАО «Турбоатом», г. Харьков, Ukraine
  • Л. А. Калембет ПАО «Турбоатом», г. Харьков, Ukraine
  • В. Н. Зархина ПАО «Турбоатом», г. Харьков, Ukraine
  • О. Л. Зайденварг Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Ukraine

Ключевые слова:

долговечность, вал гидротурбины, трещина, математическое ожидание

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.

Биография автора

Е. А. Стрельникова, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины ул. Дм. Пожарского, 2/10, г. Харьков, Украина, 61046

Профессор, доктор технических наук, старший научный сотрудник отдела прочности и оптимизации

Библиографические ссылки

Dimarogonas, A. D., Papadopoulos, C. A., 1983, Vibration of Cracked Shafts in Bending, J. Sound Vib., 91, pp. 583–593.

Sinou, J. J., 2009, Experimental Response and Vibrational Characteristics of a Slotted Rotor, Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul., 14, pp. 3179–3194.

Gasch, R. A., 1976, Dynamic Behavior of a Simple Rotor With a Cross-Sectional Crack, Proceedings of IMechE Conference on Vibrations in Rotating Machinery, London, 20 Paper No. С178/76, pp. 123–128.

Grabowski, B., 1980, The Vibrational Behavior of a Turbine Rotor Containing a Transverse Crack, ASME J. Mech. Des., 102, pp. 140–146.

Bently, D. E., and Muszynska A., 1986, Detection of Rotor Cracks, Proceedings of 15th Turbomachinery Symposium, Corpus Christi, TX, November 10–13, pp. 129–139.

Mayes, I. W., and Davies, W. G. R., 1984, Analysis of the Response of a Multi-Rotor-Bearing System Containing a Transverse Crack in a Rotor, ASME J. Vib., Acoust., Stress, Reliab. Des., 106, pp. 139–145.

Darpe, A. K., Gupta, K., and Chawla, A., 2004, Coupled Bending, Longitudinal and Torsional Vibrations of a Cracked Rotor, J. Sound Vib., 269, pp. 33–60.

Darpe, A. K., 2007, Coupled Vibrations of a Rotor With Slant Crack, J. Sound Vib., 305, pp. 172–193.

Bachschmid, N., Pennacchi, P., and Tanzi, E., 2008, Some Remarks on Breathing Mechanism, on Non-Linear Effects and on Slant and Helicoidal Cracks, Mech. Syst. Signal Process., 22, pp. 879–904.

Sawicki, J. T., Storozhev, D. L., and Lekki, J. D., 2011, Exploration of NDE Properties of AMB Supported Rotors for Structural Damage Detection, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 133, p. 102501.

Kantor B., Naumenko V. Strelnikova H., Ventsel E. ,1999, The hypersingular integral technique in two-dimentional elasto-plastic analys WIT Transactions on Modelling and Simulation, 25, pp. 65-74

Sawicki, J. T., Wu, X., Baaklini, G., and Gyekenyesi, A. L., 2003, Vibration Based Crack Diagnosis in Rotating Shafts During Acceleration Through Resonance, Proceedings of SPIE 5046, Nondestructive Evaluation and Health Monitoring of Aerospace Materials and Composites II, 2006,San Diego, CA

Sawicki, J. T., Friswell, M. I., Pesch, A. H., and Wroblewski, A., 2008, Condition Monitoring of Rotor Using Active Magnetic Actuator, Proceedings of ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air, Berlin, Germany, June 9–13, ASME Paper No. GT2008-51169.

Sawicki, J. T., Friswell, M. I., Kulesza, Z., Wroblewski, A., and Lekki, J. D., 2011, Detecting Cracked Rotors Using Auxiliary Harmonic Excitation, J. Sound Vib., 330, pp. 1365–1381.

Arsić M., Vistać B., Savić Z., Odanović Z., Mladenović M., 2011, Turbine Shaft Failure Cause Analysis, Proceedings, The Seventh International Triennial Conference Heavy Machinery - HM 2011, June 29 - July 2, VrnjačkaBanja, pp. 49-54.

Panasyuk V.V., Andreykiv, O.Ye., Kovchyk S.E. Evaluation methods of fracture tougness of structural materials. – Kiev: Nauk. Dumka, 1971.­– 278 p. (in Russian).

Andreykiv, O.Ye., Darchuk A.I. Fatoque failure and durability of structures. Kiev: Nauk. Dumka, 1987.­– 404p. (in Russian).

Kogaev V.P. Strength calculation at stresses variable in time. – М.: Engineering, 1993. – 364p. (in Russian).

Lessenden, S.J.,. Pissot, S.P. Tretheway, M.V., Naynaed K.P. Torsion response of cracked steel shaft// Fatique fract. Eng. Mater. Struct. 2006, v. 30, PP. 734-747..

Paris P., Erdogan F. Criteria of fatique crack propagation.,1963, J. Basic Engineering, 85, pp. 528-533.

Dimarogonas, A.D. , Popadopoulos, C.A., 1983, Vibration of cracked shafts in bending. Journal of solid and vibrations 91(4), PP. 583-593.

Miodrag Arsić, Srđan Bošnjak, Bojan Međo, Meri Burzić, Brane Vistać, Zoran Savić. 2013, Influence of loading regimes and operational environment jn fatigue state of components of turbine and hydromechanical equipment at hydropower plants//Internet Edition, International Conference Power Plants 2012 - International Conference on Power aspects of power plants operation.

Pugachev V. Basic probability theory and mathematical statistics. М.: PhysMathLit, 2002, 496 p. (in Russian).

ТU302.02.173-93 Billets shafts for hydraulic turbines. Kh.: PO “Kharkov Turbine plant” 1992 – 27 p. (in Russian).

GOST 1778-70. Metallographic methods for determination of non-metllic inclusions.– М.: Standards Publishing. 1970. – 24 p. (in Russian).

GOST 5639-82. Methods for detection and evaluation of grain size. – М.: Standards Publishing. 1983. – 21p. (in Russian).

Загрузки

Опубликован

2017-03-24

Выпуск

Том 20 № 1 (2017)

Раздел

Динамика и прочность машин

Лицензия

Copyright (c) 2017 Е. А. Стрельникова, И. Г. Сирота, А. В. Линник, Л. А. Калембет, В. Н. Зархина, О. Л. Зайденварг

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в этом  журнале, соглашаются со следующими условиями:

  • Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного  договора (соглашения).
  • Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
  • Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).