Увеличение мощности и усложнение конструкции турбомашин сопровождается повышением требований к их надежности. Повышение ресурса турбомашин также является одной из основных задач улучшения качества. Поскольку рабочая лопатка является высоконагруженным элементом любой турбомашины, то к ней предъявляются высокие эксплуатационные требования, выраженные в надежности и долговечности данного элемента. На эксплуатационные качества рабочей лопатки сказывается большое количество факторов, одним из которых является ее закрутка. Цель текущего исследования заключается в определении влияния закрутки лопатки газовой турбины, закрученной по закону потенциального вихря.

Представлены результаты исследования влияния закона закрутки на напряженно-деформированное состояние лопатки последней ступени осевой газовой турбины, закрученной по закону потенциального вихря. Для это с помощью внутренних пакетов Ansys, СFX и Static Structural был произведен междисциплинарный сопряженный анализ решений задач вычислительной газодинамики и статической прочности. При анализе задачи статической прочности были рассмотрены растягивающие напряжения, возникающие в поле центробежных сил, изгибающие напряжения (в разных плоскостях — от разности давлений на входе и выходе и от разности давлений на вогнутой и выпуклой поверхностях лопатки), напряжения кручения, а также температурные напряжения.

Оценка полученных результатов в совокупности с анализом ранее выведенных аналитических зависимостей позволили установить влияние закрутки лопаток на напряженно-деформированное состояние. Фактор возникновения напряжений и деформаций кручения должен учитываться при проектировании закрученных лопаток и их последующей газодинамической и прочностной оценки.