Проект участка по производству сложно профильных деталей для газотурбинных двигателей из полимерных материалов.

В настоящее время ожидается подъем спроса на отечественную авиационную технику. На ближайшие годы потребность российского рынка оценивается в 10-30 двигателей в год для установки на самолеты ИЛ-96-300, ТУ-204 и их модификации. Двигатель ПС-90А является единственным российским двигателем, производящимся серийно и сертифицированным для полетов практически во все аэропорты мира. Планеры российских самолетов ТУ-204 и ИЛ-96-300 превосходят по летным характеристикам зарубеленые аналоги. Они востребованы на мировом рынке, а трудности в продвижении на этот рынок связаны, в основном, с нерыночными методами конкурентной борьбы со стороны зарубежных самолетостроительных компаний.

---

Хотите купить преддипломную практику ? Сделать это можно на Work5.

---

. Двигатель ПС-90А является единственным российским сертифицированным двигателем для установки на эти самолеты. Установка на них модифицированных двигателей с большим количеством узлов из ПКМ увеличит коммерческую нагрузку, повысит конкурентоспособность этих самолетов на рынке и увеличит экспортный потенциал российской авиационной промышленности. Отдельный сегмент рынка композитных узлов для авиадвигателей представляет перспектива производства нового турбовентиляторного двигателя для среднемагистральных самолетов. Некоторые узлы этого двигателя, такие как широкохордная рабочая лопатка вентилятора, могут быть изготовлены только из композиционных материалов. В России имеются все необходимые и достаточные предпосылки для организации технологического кластера предприятий по производству композитных узлов авиадвигателей, на котором будет сосредоточен весь производственный цикл - проектирование, производство, сопровождение в эксплуатации, ремонт и утилизация выработавших ресурс изделий. Рост заказов на авиационную технику будет иметь большое значение для экономики регионов. Получат загрузку простаивающие мощности предприятий. Кроме восстановления рабочих мест это дает сохранение и дальнейшее развитие уникальных технологий. Производство крупногабаритных изделий из ПКМ, каковыми являются детали мотогондолы и другие узлы авиадвигателей, требует большого количества крупногабаритной технологической оснастки. Заказы на изготовление такой оснастки могут быть размещены на металлообрабатывающих предприятиях. На сегодняшний день имеется значительный научно-технический и технологический задел, опыт производственной кооперации машиностроительных предприятий, свободные производственные мощности и помещения, необходимое, в том числе уникальное, оборудование для серийного изготовления композитных узлов авиадвигателей, что исключает необходимость капитального строительства и значительных капитальных вложений. Целью дипломной работы является анализ современных полимерных композиционных материалов в элементах и узлах перспективных газотурбинных двигателей и разработка конструкторско-технологической схемы создания ГТД. Для этого решаются следующие задачи: 1. разработка методики и алгоритма расчета и подтверждения запасов прочности и ресурса работы деталей из ПКМ на основе структурно-феноменологических моделей. 2. провести классификацию и разобрать принципиальные конструкторско-технологические схемы для трех групп материал — деталей авиационных газотурбинных двигателей из полимерных композиционных материалов. 3. провести расчеты, определить запасы прочности и ресурса работы типичных материалов — деталей из ПКМ корпуса внутренней обшивки авиадвигателя. 4. разработка наиболее рациональных принципиальных конструкторско-технологических схемы для материал-деталей из ПКМ перспективных авиационных двигателей.

В данном дипломном проекте разработана схема по производству сложно профильных деталей для газотурбинных двигателей из полимерных материалов. В первой главе произведен анализ особенностей современных газотурбинных двигателей, технологичность конструкций деталей, а также рассмотрены типовые технологические схемы создания корпусных деталей ГТД. Во второй главе произведен анализ полимерных композиционных материалов в элементах и узлах современных и перспективных авиационных газотурбинных двигателей. Выбраны типы армирующих наполнителей и полимерных матричных композиций для создания новых материалов, обладающих улучшенным комплексом свойств и удовлетворяющих требованиям к перспективным авиационным газотурбинным двигателям. В третьей главе разработана конструкторско-технологическая схема изготовления корпусных деталей ГТД. В целом в проекте проведены расчеты, определены запасы прочности типичных композитных материал — деталей авиадвигателя. Показано, что наиболее нагруженными элементами композитных корпусных материал - деталей являются участки фланцевых соединений. Установлено, что применение полимерных композиционных материалов позволяет обеспечить требуемый запас статической и усталостной прочности проектируемых корпусных деталей. Также проведена классификация и разработаны принципиальные конструкторско-технологические схемы для трех групп материал - деталей авиационных газотурбинных двигателей из полимерных композиционных материалов.

1. Алфутов H.A., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. -264с. 2. Андерсонс Я. Расчётные методы оценки усталостной долговечности слоисто¬го композита// Механика композит, материалов. - 1993. -№6. - С.741-754. 3. Андерсон Я. А., Лимонов В. А., Тамуж В.П., Перевозчиков В.Г. Усталость слоистых композитов с различными схемами армирования. 2. Плоское на¬пряжённое состояние и расчётная модель// Механика композит, материалов. -1993.-№6.-С.741-754. 4. Андерсон Я.А., Лимонов В.А., Тамуж В.П. Разрушение косоугольно армиро¬ванного композита при осевом нагружении // Механика композит, материа¬лов. -1990. -№2. - С.231-236. 5. Аношкин А.Н., Ташкинов A.A. Прогнозирование несущей способности ком¬позитных фланцев корпусных деталей авиадвигателей. — Пермь. Перм. гос. техн. ун-т., 1998 - 101 с. 6. Аношкин А.Н. Об одном подходе к решению пространственной задачи мик¬ромеханики для однонаправленных волокнистых композитов // Математиче¬ское моделирование систем и процессов. - Пермь: ПГТУ. - 1997 - № 5 - С. 7. Аношкин А.Н., Рубцов С.М., Ташкинов A.A., Шавшуков В.Е. Технологиче¬ские особенности внедрения композиционных материалов в конструкции авиационных газотурбинных двигателей // СЛАВПОЛИКОМ: Тез. докладов 27 международной научно-технической конференции "Композиционные ма¬териалы в промышленности" -Ялта:2007.-С.464-465. 8. Ашкенази Е.К., Ганов Э.В. Анизотропия конструкционных материалов. Справочник.-Л.?Машиностроение, 1980. -247 с. 9. Барейшис И.П., Даргушис С.А. Усталостная прочность некоторых материа¬лов, применяемых в конструкциях планера // Механика композит, материа¬лов. - 1980. - № 3. - С. 451-455. 10. Бердичевский В.Л. Вариационные принципы механики сплошной среды. — М.: Наука, 1983.-447 с. 11. Березин A.B. Влияние повреждений на деформационные и прочностные ха¬рактеристики твёрдых тел. - М.; Наука, 1990 - 135 с. 12. Биргер H.A., Шорр Б.Ф., Шлейдерович Р.Н. Расчет на прочность деталей машин. - М.: Машиностроение, 1966, 616 с. 13. Биргер H.A., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М. Ма¬шиностроение, 1990. 368 с. 14. Болотин В.В. Некоторые вопросы механики композитных полимерных ма¬териалов // Механика полимеров. — 1975, № 1. — С. 126 — 133. 15. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Маши¬ностроение, 1984. - 312 с. 16. Бугов А.У. Фланцевые соединения. - Л.: Машиностроение, 1975. - 191 с. 17. Ван Фо Фы Г.А. Конструкции из армированных пластмасс. - Киев: Техника, 1971 -220 с. 18. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1988. — 270 с. 19. Васильева Н.М., Каниболотский М.А. Определение напряженно- деформированного состояния слоисто-неоднородного цилиндра с днищами // Механика композит, материалов - 1989.-№ 2- С.298-303. 20. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов A.A. Механика неупругого де¬формирования и разрушения композиционных материалов. -М.: Наука, 1997.-288 с. 21. Волков С.Д., Долгих В.Я. К статистической теории упругости армированных пластиков// Механика полимеров. - 1968. -N. 3. - С. 438-444. 22. Волков С.Д., Ставров В.П. Статистическая механика композитных материа¬лов. - Минск: БГУ, 1978. - 206 с. 23. By Э. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Ком¬позиционные материалы. Т.2. Механика композиционных материалов. - М.: Мир, 1978.-С. 401-491. 24. Гольденблат Н.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конст¬рукционных материалов. - М.: Машиностроение, 1968. — 192 с. 25. Динамика авиационных газотурбинных двигателей / Под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра. -М., Машиностроение, 1981.-232 с. 26. Захаров В.Н. Расчет долговечности стеклопластиков при статическом и цик¬лическом нагружении. // Свойства полиэфирных стеклопластиков. Л.: Судо¬строение, 1967, 167 с. 27. Ильюшин A.A. Пластичность. Основы общей математической теории. - М.: АН СССР, 1963.-272 с. 28. Ильюшин A.A. Об одной теории длительной прочности// Инж. журн. Ме¬ханика тверд. тела. - 1967. -N. 3. - С. 21-35 29. Киряков Л.Д., Присекин В.И., Щурик А.Г., Рубцов С.М. Звукопоглощаю¬щий высокотемпературный материал на основе углерода // Вестник ПГТУ. Аэрокосмическая техника - 2007.-№4(27).- С.71-75. 30. Композиционные материалы: В 8-ми т. Т. 2. Механика композиционных материалов: Пер. с англ./ Под ред. Ильюшина A.A., Победри Б.Е. - М.: Мир. - 1978.-564 с. 31. Композиционные материалы: Справочник/ В.В.Васильев, В.Д.Протасов, В.В. Болотин и др.; Под общ. ред. В.В.Васильева, Ю.М.Тарнопольского. - М.: Машиностроение, 1990. - 512 с. 32. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. Д.М. Карпиноса. - Киев: Наук, думка, 1985 - 592 с. 33. Кострицкий С.Н., Цирин Н.З. Исследование механических свойств стекло- волокнитов в трансверсальном нааправлении при повышенной температуре // Механика композит, материалов. - 1981. - № 2. - С. 355 - 358. 34. Кочетков В.А. Эффективные характеристики упругих и теплофизических свойств однонаправленного гибридного композита. Сообщение 2 // Меха¬ника композит, материалов - 1987 - № 2 - С.250-255. 35. Лагздинь А.Ж., Тамуж В.П., Тетере Г.А., Крегерс А.Ф. Метод ориентацион- ного усреднеия в механике материалов. - Рига: Зинатне, 1989. - 189 с. 36. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1985. 344 с. 37. Мешков Е.В., Кулик В.И., Нилов A.C., Упитис З.Т., Сергеев A.A. Исследо¬вание механических характеристик однонаправленных композитных мате¬риалов при статическом нагружении// Механика композит, материалов. - 1991.-N. З.-С. 459-467. 38. Образцов И.Ф. Вариационные методы расчета тонкостенных авиационных пространственных конструкций. - М.: Машиностроение, 1966. - 392 с. 39. Олдырев П.П., Тамуж В.П. Многоцикловая усталость композитных мате¬риалов// Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. - 1989. -Т.24, № 5 - С.545-552. 40. Перевозчиков В.Г., Лимонов В.А., Протасов В.Д., Тамуж В.П. Статическая и усталостная прочность однонаправленных композитов при совместном действии напряжений сдвига и трансверсальных напряжений растяжения- сжатия// Механика композит, материалов. - 1988. - № 5 - С.845-851.