У тверждено оргаиизаиней-изготовителем
30.12.85
С
f'
огласовано с головной организацией по стандартизацииОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ
9Е
ОСТ 1
02569-85
. ДВИГАТЕЛИ ГАЗОТУРБИННЫЕ Методы расчета пределов выносливости деталей
На 25
Введен
страницах
впервые
ОКСТУ 7535 '
декабря 1985 г,
№ 298-65
Распоряжением Министерства or 30 срок введення
установлен с І января 1987 г
.
м
Настоящий стандарт устанавливает
етоды расчетно-экспериментального опреде- пения средних значений пределов выносливости деталей газотурбинных Лэнга телей (ГТД) и их элементов с учетом влияния эксплуатационных» конструктивных и технологических факторов: повышенной температуры» асимметрии цикла» концентрации напряжений, базы испытания» абсолютных размеров поперечного сечения» частоты нагружения, состояния поверхности.Стандарт не устанавливает методы расчета пределов выносливости паяных и сварных соединений в деталях.
ILLJUJFfCi^r Htl eft1,1
В
Издание официальное
Перопочатка аоспрощена
с E c о io: ХПст. ;-у.ар'і( 'н
J
гттт
Ali Я ЫРчО 2 ~7 ~1 и £>(
-
Инв. Я? дубликата 1Nt кім.
Инв. Nt подлинника Н* иза.
(1)
ОСТ 1 02569-35 Стр, 2
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Продолы выносливости деталей 9 U ЗЗСМСПТСВ опродоляют на базо 7
2 • 10 циклов, кроме специальных случаи.
1/2. При расчетной оценке влияния 9£С&луа?аЭ108ШХ» конструктивных и технологических факторов используются MMCSMOCTW 9 ЭХ«ер»ентальныо данные, 7 соответствующие базе 2 • 10 циклов•
Термины, определения и оВсахЖбЗПОк срш&ПВДШФ в стандарте* - по ГОСТ 23207-78,
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Испытания деталей ГТД и их ОССМШГОВ с целью определения ЕрСЗСЛСО выносливости должны проводиться в условиях, ЗДвСолео полно имитируЮСЛХ реальные условия работы.
Влияние факторов, невоспроизреденкых при испытаниях деталей, должно быть учтено по результатам испытаний образцов, изготовленных из материала детали.
Испытания таких образцов необходимо проводить с одновременным воспроизведением нескольких факторов: асимметрии цикла и температуры; асимметрии цикла* температуры и концентрации напряжений; концентрации напряжений, температуры, шероховатости поверхности и упрочнения и т.д.
Пределы выносливости литых лопаток турбин при повышенных температурах необходимо определять по результатам натурных испытаний при заданной температуре.
Примеры определения предела выносливости деталей по результатам натурных испытаний, корректированных по данным испытаний образцов, приведены в справочном приложении 1.
РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛА
Предел выносливости детали при изгибе и кручении при симметричном цикле и нормальной температуре определяют по формулам:
к6
|
|
|
OCT 1 02569-85 СтР. з — r* |
|
|
|
£r <-*• — /г* ' *• • i' 9 z-^ xr ./ У ‘ где d_y и ZLy - пределы выносливости материала детали, определенные при изгибе и кручении на стандартных гладких образцах при раббчей температуре детали; u * коэФФИ1*иенты влияния масштабного фактора при изгибе и кручении; fid иfit" коэффициенты влияния качества поверхности при изгибе и кручешш; и эффективны^ коэффициенты концентрации напряжений при изгибе п кручении. 3.2. Если размеры детали или заготовки допускают изготовление образцов, то необходимо определить d-y и Т-у на этих образцах, прошедших полный цикл термической обработки детали. Если образцы изготавливают из заготовки другого вида* то термообработка производится по режиму, указанному в паспорте или сертификате на материал. * х * В этом случае d-y и Т-у материала детали по формулам (ljV-4.2) будут равны: дв »-гб^Х~ ’ . (3) а3 дв Ґ . °В3■ Л |
|
s гч X |
4» X |
|
|
z t |
z |
raedLyuCyj- пределы выносливости при изгибе и кручении, определенные экспери- ментально на образцах, изготовленных из заготовок другого типа; предел прочности материала детали по нижней границе технических условий (ТУ) на деталь; ~ предел прочности заготовки для изготовления образцов. Примечание. Здесь и в дальнейшем значения механических свойств, параметров и коэффициентов являются средними, соответствующими вероятности разрушения Р "0,5,/за исключенном тох случаев, когда даны интервалы указанных значений. 3.3. Для приближенной оценки пределов выносливости до получения экспорн- * . ментальных значений д_у и Пу допускается определять пределы выносливости при изгибе d-/ * по известным значениям да и обобщенным данным отношения |
|
re ж |
re ж X X X X |
при 20 °С, где д& - предел прочности стандартного гладкого образца |
|
VO |
5 g |
при температуре 20 °С. |
|
СЭ X |
Z •ft X |
|
|
k. *5 |
|
• " . . |
Инв. № дубликата Nt изм.
Икв. N* подлинника Ns иэв.
6_<
Определение отношении - в соответствии с рекомендуемым приложепм- ом 2. °
Пределы выносливости при растяжении-сжатии гладких образцов и при
кручении £1^ в этом случае следует определять из соотношений: _
(LfP4Q75-0,85)d-f; (5)
T-j —(0,5~0t6)d_j . (в)
Пределы выносливости при повышенной температуре следует определять по зависимости:
X О /j D ■
it O' 1
где I - температура, C%
T^Tac,
Tqq - температура отпуска для деталей ГТД из сталей и титановых сплавов или температура старения’ или отжига для деталей из жаропрочных сплавов оЛ на основе никеля, С;
- параметр материала.
Определение Tqq п $ - в соответствии с рекомендуемым приложением 2.
Если предел выносливости d-^ или T-f определен на образцах или эле- , ментах детали с учетом влияния одного или одновременно нескольких факторов: концентрации напряжений, концентрации напряжений и Оіероховатости поверхности, концентрации напряжений и масштабного фактора и т.дм то значения соответствующих коэффициентов в формулах (1) и (2) должны быть приравнены единице.
4< ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЛИЯНИЯ МАСШТАБНОГО
ФАКТОРА, КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ, КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Коэффициенты влияния масштабного фактора (абсолютных размеров поперечного сечения) при изгибе и кручении 6^- вычисляют по формулам:
; <а)
» 6 , ’
|
d-fj} и ~ пределы выносливости детали или гладкого образца с размерами поперечного сечения, равными размерам детали в опасном сечении, м7'-1 Инв. Н» дубликата | | Nt нам. | J I |
[ Инв. N* подлинника 1 , | | Nt из8. | ' 1 | | L Г I 1’1 J |
ОСТ 1 02569-85 Стр. 5 Коэффициенты 6^ н определяют экспериментально по результатам испытаний образцов или детали. При отсутствии экспериментальных данных о влиянии масштабного фактора на предел выносливости образцов из материала детали, значение следует вычислять по формуле: £й^(і-е^еХр(-лт, J с где - нижняя граница снижения при увеличении размеров по- перечного сечения, 6^ “0,4.. .0,6; Л “0,01...0,03 мм ; D - диаметр образца, мм. В том случае, если механические свойства заготовки детали контролируются по ТУ на деталь, то.значение “0,75 ...0,85. Коэффициент влияния масштабного фактора при кручении 6принимают рав- нымб^ . 4.2. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений вычисляют по формулам: . °-мн КтГ-Щ, " (12) где и - пределы выносливости образцов или деталей с размерами поперечного сечения, равными размерам детали в опасном сечении, и с концентратором напряжений. В этом случае в формулах (1)и(2) “1 и 8^. “1. При отсутствии экспериментальных данных допускается вычислять Кф и К^. по формулам: (13> 1 (14) где и (fc - коэффициенты чувствительности к концентрации при изгибе и кручении; и - теоретические коэффициенты концентрации. • Теоретические коэффициенты концентрации определяют по формулам: 1 . 6max ... (15) 1 66 ’ ином —,—: —:— : — —: |
|
(16)
Ин«. Н; дубликата Nt изм.
Ин». Nt подлинника Nt иза.
^тпах
г
1ном
где и Т п - максимальные напряжения у поверхности концентратора
напряжений при изгибе и кручении в опасном сечении детали;
6нон и^НОН ~ номинальные напряжения, определенные в том же сечении
без учета концентрации напряжений.
4^2.1. Значения и<Х^ для концентраторов простых форм (отверстия, выточки, надрезы, галтели) определяют по ГОСТ 25.504-82 и по номограммам, графикам и зависимостям справочной литературы.
Для концентраторов сложных форм расчетное определение бХ^ и (X должно быть выполнено путем применения численных методов и ЭВМ по программам расчета &mQx , и^max ’ Тнон *
Значения для различных следует определять по формуле: ftm[/+Q(c(d (17)
где Q - параметр материала.
Значение (fy для данного. материала должно быть определено по результатам испытаний на усталость при заданной температуре партии образцов с концентратором напряжений, соответствующим концентрации напряжений в детали.
При отсутствии экспериментальных данных! определение коэффициента чувствительности к концентрации напряжений для данного типа; материала и сХ^ «2,0 проводят в соответствии с рекомендуемым приложением 2.
Если (Х^ не равно 2,0, то определение значений производят по формуле (17). Значение параметра Q - в соответствии с рекомендуемым приложением 2.
При выборе значений параметра Q в пределах указанного интервала для
__ 4-І
каждого типа материала следует ориентироваться на данное отношение .
верхнему пределу —-—и соответствует нижняя граница интервала для параметра с?.
6В
Определение значений коэффициента чувствительности к концентрации напряжений при повышенной температуре приведено в рекомендуемом приложении 3. При отсутствии экспериментальных данных применяют зависимость:
, ' > - (18) $ . • где »0,2-0,4;OCT 1 02569-85 Стр. 7
При отсутствии экспериментальных данных для следует принимать
4.3. Коэффициент влияния качества поверхности вычисляют по формуле:
Л = ' (19 >
где " предел выносливости элементов детали или образцов с качеством
поверхности, соответствующим качеству поверхности опасного сечения;
- предел выносливости элементов детали «ян образцов после механической обработки шлифованием со значением параметра шероховатости поверхности RO = 0,16т0,32 мкм.
Предел выносливости следует определять экспериментально на элементах детали с сохранением состояния поверхности в опасном сеченни, характерного для технологии производства данной детали.
4.3.1. Влияние коррозии на предел выносливости учитывается путем введениякоэффициента влияния
коррозии ftKOp ,
который вычисляют по формуле:
(20)
Ииж. jfe дуЬтті *’ "и*
Ии«. Mi мдлвшііх» Mi ем.
где предел выносливости деталей или образцов, прошедших эксплуатацию
в коррозионных условиях или выдержанных в средах, имитирующих условия эксплуатации. *
Коэффициент J^KOp Д°л*ен быть найден экспериментально по данным испытаний деталей с характерными для эксплуатации коррозионными поражениями в соответствии с ОСТ 1 02506-84.
При отсутствии экспериментальных данных допускается определение jiKOp
в соответствии с рекомендуемым приложением 4 или по формулам: при h^O,(M мм;
(21)
0^—1J) при
где h - глубина Максимального коррозионного поражения в изломе деталей или
образцов, испытанных на усталость при определении При отсутствии данных испытаний на усталость значение соотношений:
