Молодежный вестник ИрГТУ (12+)
Поиск по сайту

Программный комплекс для исследования колебаний рабочих колёс турбомашин с расстройкой параметров

Рыжиков Игорь Николаевич

2021 / Том 11 №2 2021 [ Машиностроение и машиноведение ]

Рабочие колёса турбомашин являются основным элементом конструкции турбомашин, выполняющим их основные функции: преобразование кинетической энергии газов во вращательное движение ротора (в турбинах) либо, наоборот, вращение ротора в увеличение потенциальной энергии воздуха путём его сжатия (в компрессорах). Конструкции рабочих колёс отличаются высокой геометрической точностью. Как показывают исследования многих авторов, малейшее отклонение в геометрии секторов колеса (так называемая расстройка параметров) может привести к значительному изменению частот, форм колебаний и, соответственно, динамических напряжений в материале, что, в свою очередь, может существенно снизить их долговечность. Обычно при проектировании рабочих колёс расчёты на колебания осуществляются с использованием их циклически симметричных моделей, не учитывающих расстройку. При таком подходе существует опасность неверного прогноза долговечности рабочих колёс. В данной работе представлены результаты исследований колебаний и долговечности рабочего колеса с расстройкой с использованием разработанного автором программного комплекса Ocs_Rotor. Определяемые вначале собственные частоты и формы колебаний затем используются при определении динамических напряжений. При определении долговечности рабочих колёс турбомашин используются различные гипотезы накопления повреждений, в основе которых лежит метод разложения напряжений в материале по уровням.

Ключевые слова:

метод конечных элементов,характеристика колебаний,расстройка,рабочее колесо турбомашины,динамические напряжения,долговечность

Библиографический список:

  1. Рыжиков И.Н. К оценке долговечности роторов газотурбинных двигателей // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сб. статей VI Всеросс. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 13-16 апреля 2016 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. С. 288-294.
  2. Beirow B., Kühhorn A., Figaschewsky F., Bornhorn A., Repetckii O.V. Forced response reduction of a blisk by means of intentional mistuning // ASME Turbo Expo 2018: Turbomachinery Technical Conference and Exposition (Oslo, 11-15 June 2018). 2018. [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35741614 (06.03.2021).
  3. Beirow B., Giersch T., Kühhorn A., Nipkau J. Optimization-Aided Forced Response Analysis of a Mistuned Compressor Blisk // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2015. Vol. 137. № 1. P. 1-10.
  4. Beirow B., Kühhorn A., Figashevsky F., Bornhorn A., Repetckii O.V. Forced response reduction of a blisk by means of intentional mistuning // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2019. Vol. 141. № 1. P. 011008.
  5. Beirow B., Figaschewsky F., Kühhorn A., Bornhorn A. Modal Analyses of an Axial Turbine Blisk with Intentional Mistuning // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2018. Vol. 140. № 1. P. 012503.
  6. Chan Y.-J., Ewins D.J. The Amplification of Vibration Response Levels of Mistuned Bladed Disks: Its Consequences and Its Distribution in Specific Situations // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2011. Vol. 133. № 10. P. 1-8.
  7. Figaschewsky F., Kühhorn A. Analysis of Mistuned Blade Vibrations Based on Normally Distributed Blade Individual Natural Frequencies // ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition (Montreal, 15-19 June 2015). 2015. [Электронный ресурс]. URL: https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT2015/56772/V07BT32A020/237792 (06.03.2021).
  8. Jugde J., Pierre C., Mehmed O. Experimental Investigation of Mode Localization and Forced Response Amplitude Magnification for a Mistuned Bladed Disk // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2001. Vol. 123. № 4. P. 940-950.
  9. Repetskiy O., Ryjikov I. Modeling and simulation of dynamic processes with help of program package BLADIS+ // Innovations and Advanced Techniques in Systems, Computing Sciences and Software Engineering. 2008. P. 219-220.
  10. Yuanqiu Таа, Chaoping Zang, Biao Zhou, Yongliang Duan, Petrov E.P. Sensitivity Analysis of High-Frequency Forced Response for Mistuned Bladed Discs Based on High-Fidelity Models // ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition (Seoul, 13-17 June 2016). 2016. [Электронный ресурс]. URL: https://asmedigitalcollection.asme.org/GT/proceedings-abstract/GT2016/49835/V07AT32A025/238608 (06.03.2021).

Файлы:

Язык
RuEn
Количество скачиваний:35724