ПРЕДИСЛОВИЕ

Связанный с развитием конструкций авиационных двигателей рост литровой мощности, достигнутый увеличением наддува, числа оборотов и улучшением качества топлива, обусловил повышение напряженности важнейших деталей. Это повышение явилось результатом возрастания как основных сил газовых и инерционных, действующих на детали, так и сил, связанных с упругими колебаниями, причем габариты, удельный вес двигателя, а также его числа оборотов всегда ограничивали абсолютные размеры деталей. В то же время характеристики механической прочности применяемых сталей существенных изменений не претерпели, и поэтому обеспечение надежности деталей в условиях эксплоатации достигалось улучшением их формы, применением специальной упрочняющей технологии, усовершенствованием расчета и широким использованием экспериментальных данных о действительной прочности деталей и узлов.

Основными факторами, определяющими прочность силовых деталей двигателя, являются: переменный характер действующих напряжений, вызывающих усталость металла; общая неравномерность распределения напряжений и их концентрации, связанные с конструктивной формой детали; жесткости сопрягаемых деталей и узлов, влияющие на величину и распределение в частях двигателя внутренних усилий, обычно являющихся статически неопределимыми; технология обработки поверхностных слоев детали, позволяющая существенно изменять ее прочность, особенно в зонах концентрации напряжений.

В связи с этим расчет на прочность деталей двигателя потребовал существенной модернизации, которая должна предусматривать, в первую очередь, отображение влияния усталости, неравномерности распределения напряжений и технологических обработок, а также опытных данных о действительной прочности и жесткости деталей. Однако это усовершенствование расчета в настоящее время представляется возможным распространить лишь на часть важнейших силовых деталей (коленчатый вал, шатун, болты и шпильки).

Для многих деталей, за недостатком опытных данных и практики применения новых способов расчета, приходится пользоваться условным расчетом по номинальным напряжениям, руководствуясь величинами допускаемых напряжений и деформаций, вытекающими из статистики применения таких расчетов для однотипных деталей.

В связи с этим в настоящей работе, наряду с использованием методов определения запасов прочности, основывающихся на современных представлениях о влиянии режима напряженности, конструктивных и технологических факторов на прочность, приведены также условные расчеты по допускаемым напряжениям.

Большое значение опытных данных о действительном распределении напряжений и сопротивляемости деталей усталости, для суждения об их прочности и предпосылках расчета, потребовало затронуть в настоящей книге в краткой форме вопросы методов статических и динамических испытаний деталей.

Расширение номенклатуры режимов использования авиационных поршневых двигателей и применение сильно форсированных режимов требует пересмотра исходных данных для расчета на прочность. Целесообразность проведения расчета применительно к параметрам чрезвычайных или боевых и повышенных чрезвычайных (с впрыском смесей внутреннего охлаждения) режимов зависит от общей длительности наработки на этих режимах и степени увеличения механической напряженности на них. Если напряженность на чрезвычайных режимах увеличивается более чем на 20% по сравнению с напряженностью на номинальном режиме и общая длительность наработки на них превышает 5 часов (1...2*10⁶ циклов), то следует производить расчет на прочность авиационного двигателя на двух режимах: на номинальном и на чрезвычайном.

В последующих изданиях, по мере накопления соответствующих данных и опыта, расчет по допускаемым напряжениям будет заменен расчетом на переменные напряжения для деталей, не охваченных этим новым методом расчета в настоящем издании (например, расчет на прочность деталей распределительных механизмов).

В составлении книги принимали участие следующие авторы:

B. Н. Ширяев — часть I.

C. В. Серенсен — разделы 210000 и 260000.

М. Я. Кушуль — раздел 220000.

Н. К. Смольянинов — разделы 230000 и 530000 и соавтор части 4.

Т. А. Сыромятникова — раздел 240000.

И. А. Биргер — раздел 250000.

B. К. Житомирский — часть 3.

И. М. Тетельбаум — раздел 390000.

Н. И. Дружинин — соавтор части 4.

И. А. Пугачев — раздел 510000.

А. И. Петрусевич — раздел 520000.

C. Н. Куцаев — часть 6.

Редактором разделов, касающихся вопросов прочности (часть 2 и раздел 520000), является действительный член АН УССР С. В. Серенсен.

Редактором разделов, касающихся вопросов кинематики и динамики (части 1, 3, 4, 6 и разделы 510000 и 530000), является доктор технических наук И. Ш. Нейман.