|
Citation:
|
MÍŠEK, T. Dynamická analýza olopatkovaných disků axiálních turbosoustrojí. Plzeň : Západočeská univerzita, 2012, 123 s.
|
|
Type:
|
KNIHA
|
|
Language:
|
cze
|
|
English title:
|
Dynamic Analysis of Bladed Disks of Axial Turbomachinery
|
|
Publication year:
|
2012
|
|
Publication place:
|
Plzeň
|
|
Publisher name:
|
Západočeská univerzita
|
|
Authors:
|
Ing. Tomáš Míšek
|
|
Abstract CZ:
|
Disertační práce se zabývá problematikou dynamické analýzy olopatkovaných disků axiálních turbosoustrojí. Úvodní kapitola je zaměřena na pochopení chování rotačně periodické struktury. Pro jednoduché 1D rotačně symetrické kontinuum je sestavena pohybová rovnice, která je následně analyticky řešena. Jsou nalezeny její vlastní frekvence a vlastní funkce. Je ukázáno, že vybuzené kmity mají různý charakter závislý na typu buzení. Další kapitola práce je zaměřena na dynamickou analýzu rotačně periodických struktur (olopatkovaných disků ) s využitím rotačně periodické podmínky. V teoretické části jsou odvozeny vztahy pro výpočet modálních vlastností olopatkovaných disků a následně jsou diskutovány jejich vlastnosti. Dále jsou odvozeny vztahy pro výpočet odezvy na harmonické buzení . Byla ověřena možnost použití statické redukce za účelem významného snížení počtu stupňů volnosti lopatky s vazebními členy. Pro posuzování míry vybuditelnosti vlastního tvaru kmitu byl zaveden parametr vybuditelnosti a byl odvozen vztah pro jeho stanovení v případě použití rotačně periodické podmínky. Tento vztah byl použit při vyhodnocování míry vybuditelnosti vlastních tvarů lopatky LSB48. Závěrečná kapitola se zaměřuje na vzájemnou interakci lopatek a rotoru při torzním kmitání. Na zjednodušeném modelu dvojdisku s lopatkami je prezentován princip vzájemné interakce lopatek a rotoru. Jedním z hlavních cílů analýzy zjednodušeného modelu bylo provedení detailního rozboru vlivu jednotlivých parametrů (tuhost, hmotnost lopatek a rotoru) na vlastní frekvence a na rezonanční amplitudy kmitání lopatek. Pro zpřesnění predikce modálních vlastností systému lopatky-rotor (při torzním kmitání rotoru) byla sestavena metodika, která je založena na metodě MKP, kdy je rotor modelován pomocí 1D nosníkových prvků a lopatky pomocí 3D objemových prvků a dále je použita podmínka cykličnosti. Navržená metodika umožňuje velmi rychle a operativně analyzovat vázané torzní frekvence rotoru a lopatek.
|
|
Abstract EN:
|
The thesis focuses on dynamic behavior of bladed disks of axial turbomachinery. The first section is dealing with axisymmetric structure in order to understand behavior of rotational periodic structures. Equation of motion for simple 1D continuum (preloaded coiled string) was determined and afterwards analytically solved. Natural frequencies and functions were found out first and then forced response was analyzed . The next chapter is dealing with dynamic analysis of rotational periodic structures utilizing equation of cyclic symmetry. Within theoretical part the relation for modal analysis of bladed disk is built up and then bladed disk properties are discussed. Relations for forced response calculation are presented and different types of harmonic force distribution around the bladed disk are distinguished. Application of static reduction was considered in order to significantly reduce number of degree of freedoms (dof). A shape response factor was derived for the rotational periodic structure in order to determine how extensively a particular mode shape can be excited in dependence to excitation force. This shape response factor was evaluated for first four mode shapes of the blade LSB48. The final chapter focuses on coupled rotor blade torsional vibration. The simplified model of double disk with blades is considered for revealing basic principle of torsional interaction between blades and disks. The detailed study was carried out in order to find relation between natural frequencies and bladed disk parameters . The simplified model is possible to set up to represent the actual rotor train system with blades however accuracy is just moderate. The unique methodology for prediction of coupled rotor-blade frequencies was developed in order to get accurate results of modal analysis with reasonable computation effort. The method is based on FE when a rotor and blades are modeled with 1D beam and 3D solid elements, respectively.
|
|
Keywords
|
|