А.Р. Абзалов,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)

Авиационный газотурбинный двигатель является сложной технической системой с высокими удельными параметрами. Конструкция доводилась до совершенства на основе большого объема экспериментальных исследований, накопленной статистики. Технические достижения в области конструкции, материалов, технологии, различных методов повышения нагрузочной способности, усталостной прочности, нашли в современном двигателе самое непосредственное воплощение. В мировой практике разработаны и освоены в производстве двигатели новых поколений, где в конструкцию привнесены качественные изменения, приведшие к существенному повышению удельных эксплуатационных параметров. Продолжающие находиться в эксплуатации и выпускаться, проверенные временем и доведенные на основе анализа результатов практического использования до высокого уровня совершенства ряд моделей ГТД сформировали большой объем практической информации. Данная информация должна использоваться для дальнейшего совершенствования авиационных ГТД подобного класса, а также для разработки новых конструкций двигателей, в том числе последующих поколений. Современные инструментальные средства технической подготовки производства, инженерного анализа обладают широкими возможностями, но не всегда способны обеспечить решение всего круга практических задач, возникающих в течении жизненного цикла изделий. Весьма опасным является также не вполне квалифицированное использование современных средств инженерного анализа, способного дать ненадежные результаты, которые в дальнейшем будут воплощены в конструкции, в технологии.
Приобретение предприятиями дорогостоящих инструментальных средств при повышенных требованиях к качеству изделий становиться актуальным в настоящее время. Качество авиационного двигателя определяется: совершенством конструкции, качеством материалов; технологическими процессами изготовления деталей, технологическими процессами узловой сборки и испытаний узлов и агрегатов, качеством получаемых от поставщиков комплектующих, технологическим процессом сборки двигателя, испытаниями двигателя, метрологическим обеспечением производства в целом, транспортно-складскими операциями, УСЛОВИЯ эксплуатации и множеством других факторов, которые нельзя игнорировать. Эффект от применения приобретаемых инструментальных средств должен быть максимальным, получаемые результаты - надежными.
Разрабатываются математические методы моделирования этапов жизненного цикла ГТД. На данном этапе исследования ограничиваются узлами, агрегатами, ресурсо-ограничивающим деталям. Анализируются возможности базовых поставок CAD/CAM/CAE, PLM - систем. Разрабатываются математические методы, призванные расширить возможности отдельных систем, адаптации их к системам качества предприятий, использовать накопленный и дальнейший практический опыт. Предусматривается:
1. Создание модели изделия, отражающей характеристики качества, представляющие интерес для исследования, для совершенствования. При необходимости анализа конструкторских расчетных зависимостей и используемых в расчетах исходных величин, они также должны быть учтены в моделях. (Предпочтительно наличие объемной модели изделия, пронормированной по геометрической точности, с отражением свойств материала, предельно-допустимые деформации - по условиям эксплуатации, и способности выполнять свои функции, с дальнейшей привязкой модели технологических процессов с соответствующими параметрами).
2. Создается графовая модель производственного процесса, отслеживающего весь цикл создания изделия со всеми устанавливаемыми параметрами, учитывая вспомогательное производство, связи с поставщиками, регламентируемые и контролируемые параметры поставок.
3. Определяются корреляционные связи параметров качества с параметрами функционирования производственного процесса по располагаемой статистике. Предварительно по графовой модели производственного процесса и имитационным моделям анализируется достаточность, корректность ведомой статистики, а также оценивается робастность метода.
Выявляются основные влияющие причины формирования заданного параметра качества. Аналитически выявляются соответствующие подграфы, для лиц. осуществляющих принятие решении строятся графические представления в виде диаграмм «Исикавы».
5. Выявляются регрессионные (трендовые) и другие математические модели, увязывающие параметры качества с конструктивными параметрами изделия, а также с параметрами производственного процесса в функциональные, стохастические зависимости. Выявляются эффективные «рычаги управления».
6. Определяется множество операций, то есть множество целенаправленных действий по управлению качеством, как в рамках существующей системы, так и связанных с вероятным структурным преобразованием.
7. Осуществляется исследование операций для выработки управленческих решений. Осуществляется имитационное моделирование последствий (в ограниченных моделью рамках). Итогом исследования являются рекомендации, для Лица, принимающего управленческое решение.
8. На основе рекомендаций системы, опыта и других принимаемых в данной ситуации в учет факторов и принятых норм принимается определенное решение. Осуществляется корректирующее воздействие.
9. Отслеживаются изменения в системе. Осуществляется сравнение результата с прогнозом.
10. Байесовские методы. На всех этапах производственного процесса, на всех рассмотренных выше этапах имеются три группы данных: параметры ведения процесса (гипотезы), назначенные для получения требуемых параметры качества изделия (априорные) данные, и данные, полученные в результате процесса (апостериорные) данные. При управлении процессами, при запуске в производство нового изделия, при внесении некоторых изменений в конструкцию изделия или параметры процесса - во всех случаях необходимо по ходу поступления результирующей информации осуществлять корректирующие воздействия по стабилизации получаемых параметров в требуемом диапазоне. В худшем случае требуется оценить допустимый диапазон получаемых параметров при заданных условиях.
Разрабатываемые методы приводятся к аналитическим зависимостям и моделям, способным найти воплощение внутри современных систем в качестве инструментальных средств пользователя.

В.П. Пучков, Н.М. Прис, А.Б. Лазарева, Т.Е. Жилина,
(Арзамасский политехнический институт, г. Арзамас)

Платформа Microsoft .NET - это интегрированная система средств разработки, развертывания и выполнения сложных программных систем. Visual Studio NET 2003 - часть платформы Microsoft .NET, которая предназначена для визуального проектирования приложений. Она дает уникальную возможность соединить в одном высокотехнологичном и наукоемком программном продукте простоту использования настольного калькулятора и мощь компилятора алгоритмического языка.
Известно много вычислительных программных комплексов, точнее систем компьютерной математики (MathCAD, Mathematika, Maple, Derive, MATLAB и другие), которые расширяют возможности настольного компьютера. Однако все эти комплексы являются закрытыми (как и калькулятор) и разработаны по принципу «черного ящика», когда на входе задаются исходные данные, а на выходе получается результат вычислений; то есть, так же, как в калькуляторе, отсутствует возможность вносить изменения в программное обеспечение этого комплекса для учета специфики конкретной работы.
В то же время при решении какой-либо практической задачи в любой области человеческой деятельности часто возникает необходимость быстрого создания личной (персональной или корпоративной) вычислительной системы, которая бы:
• эффективно решала задачи с учетом специфики конкретной работы;
• была открыта для постоянного дополнения, изменения и совершенствования.
При создании вычислительной системы для расчета припусков на механическую обработку была использована одна из современных технологий Visual C++ .NET ? Windows Forms, позволяющая разрабатывать интерфейс для Windows приложений.
В созданной вычислительной системе 11 диалоговых панелей с различными элементами управления.
При решении задачи требуется множество исходных данных, которые берутся из таблиц, находящихся в различных справочниках. Для ускорения поиска данных, все необходимые таблицы набраны в Microsoft Word и записаны в отдельные файлы. В соответствующих диалоговых панелях выполнена интеграция с Microsoft Word. В диалоговых окнах для ввода данных выполнена анимация некоторых важных заголовков
Список литературы
1. Грегори К. Использование Visual C++ .NET. Специальное издание; пер. с англ. / К.И. Грегори. М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. 784 с.
2. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.М Дальского, А.Г.Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение-1, 2006.

Л.Т. Моисеева, И.Т. Ядгаров,
(КГТУ им. А.Н.Туполева, г. Казань)

Для новых поколений ГТД характерной особенностью является замена традиционно используемых дисков с лопатками на моноколеса - блиски и аналогичные бездисковые кольцевые конструкции - блинги.
Формообразование сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса ГТД осуществляется кольцевым режущим инструментом, выполненным в виде Т-образных режущих элементов, равномерно расположенных по периметру кольцевого корпуса с шириной, равной ширине межлопаточного канала в корневом сечении. Врезаясь в заготовку инструмент, обрабатывает корыто межлопаточного канала от концевого до корневого профиля сечения. Затем инструмент извлекается по той же траектории и заготовка поворачивается вокруг своей оси на угол γ для обработки спинки предыдущей лопатки внутренними Т-образнными режущими кромками.
Задачей оптимизации режимов прорезания дугообразных пазов кольцевым инструментом по критериям производительности и стойкости является определение оптимальных по Парето значений Sz и n, которые представляют собой компромиссные решения для обоих критериев.
Имеется два критерия:

Стойкость инструмента

Для решения поставленной задачи введем параметр а и построим линейную свертку критериев Р и Т:

Чтобы найти максимум функции F, нужно взять от нее производные по Sz и n, приравнять их к нулю, решить полученную систему алгебраических уравнений с двумя неизвестными относительно Sz и n.
Полученные решения будут являться функциями α.
Задавая α от 0 до 1, получим множество решений, оптимальных по Парето, из которых выбираем наилучшее с точки зрения технолога.
Алгоритм нахождения оптимальных режимов прорезания дугообразных пазов включает следующие этапы:
1) ввод исходных данных (координаты точек профильных сечений межлопаточного канала, геометрические размеры кольцевого инструмента [1]);
2) построение целевой функции и ограничений;
3) вводим параметр α и построим линейную свертку критериев Р и Т.
4) задавая α от 0 до 1, получим множество систем уравнений, решив которые, имеем множество оптимальных значений Sz и n;
5) из множества компромиссных решений выбираем точку при α = 0,99:
6) формулировка технологических рекомендаций по достижению оптимальных режимов прорезания дугообразных пазов кольцевым инструментом.
Расчеты проводились в пакете MathCad.
В результате выполненной работы получены оптимальные значения Sz = 0,28 мм/об и п = 100 об/мин. При этом производительность составила 11.7 межлопаточных канала в час, а стойкость T = 160 мин.
Литература
1. Моделирование процесса обработки межлопаточных каналов моноколес ГТД кольцевым инструментом / Л.Т. Моисеева. О.Г. Захаров. А.В. Стариков. Изв. вузов. Авиационная техника. №3. 2005. С. 60-64.

Ф.К. Закиев,
(ОАО КПП «Авиамотор», г. Казань)
А.С. Киселев, Н.П. Великанова,
(КПУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)

В сообщении представлены результаты расчетной оценки напряженно-деформированного состояния узла блока камеры сгорания авиационного ГТД. Объектом исследования является авиационный двигатель семейства НК-8 Генерального конструктора Н.Д. Кузнецова. Предметом исследования является внутренний корпус камеры сгорания.
Расчет напряженно-деформированного состояния внутреннего корпуса камеры сгорания газотурбинного двигателя выполнен на основе конечно - элементного подхода с использованием программного комплекса ANSYS.
В осесимметричной конечно-элементной модели задано закрепление корпуса в плоскости левого торца от осевого смещения. В плоскости правого торца приложены растягивающие осевые усилия от соплового аппарата турбины. К линиям наружных поверхностей внутреннего корпуса камеры сгорания приложен перепад давления от газовых потоков во внутреннем контуре двигателя.
Моделирование геометрии внутреннего корпуса камеры выполнено в CAD-системе «КОМПАС». При передаче геометрии в систему ANSYS использован формат обмена данными IGES.
Для создания конечно-элементной модели использовались осесимметричные элементы PLANE42.
Описание механических свойств материалов корпуса выполнено в линейной постановке для изотропного тела.
Корпус изготовлен из материала ХН77ТЮР. Влияние температуры на прочность корпуса внутреннего учтено через изменение механических свойств материала.
Результаты расчета показали, что расчетные запасы прочности обеспечивают безопасную эксплуатацию двигателя на заданный ресурс Максимальные напряжения имеют место вблизи правого фланца корпуса.