Рисунок 17 Моделирование последствий обрыва рабочей лопатки вентилятора методом конечных элементов

Методика оценки непробиваемости корпусов по соотношению (22) позволяет в явном виде получить соотношения для расчета толщины корпуса, необходимой для удержания фрагмента заданных размеров при известной скорости удара. В отсутствие опытных данных эта методика дает завышенное значение толщины корпуса.

Для обеспечения требуемой безопасности полетов кроме расчетов непробиваемости корпусов проводится экспериментальное подтверждение локализации в корпусах двигателя фрагментов роторов. Так, одно из наиболее дорогостоящих испытаний - проверка локализации разрушения при обрыве вентиляторной лопатки. В виду высокой стоимости таких испытаний, они должны носить именно подтверждающий характер и быть предварительно смоделированы.

Моделирование обрыва рабочей лопатки вентилятора может быть проведено с применением метода конечных элементов. Для этого требуется знание свойств материалов во всем диапазоне скоростей деформаций, характерных для условий соударения. Моделирование позволяет непосредственно найти траекторию движения оторвавшегося фрагмента лопатки, описать весь процесс ее соударения с корпусом, другими лопатками, оценить в рамках применяемых моделей возможность разрушения корпуса и выхода оторвавшегося фрагмента за пределы двигателя. Пример конечно-элементного анализа процесса удара рабочей лопатки вентилятора в корпус приведен на Рис. 17, где показано состояние системы в три последовательных момента времени после обрыва лопатки.