تحلیل دینامیکی دیسک و پره دارای شرود و تماس اصطکاکی

در این تحقیق مدل المان محدود دیسک و پره دارای شرود توربین گاز با در نظر گرفتن تماس اصطکاکی و شرط تقارن سیکلیک به منظور تحلیل دینامیکی توسعه داده شده و ملزومات مهندسی فرآیند طراحی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل توسعه داده شده تنش های دینامیکی را با در نظر گرفتن فرکانس گذر پره و میرایی اصطکاکی در ناحیه تماس با دقت بالایی محاسبه می کند. یکی از چالش های اصلی در موتورهای توربین گاز خرابی خستگی با چرخه بالا پره های توربین ناشی از رزونانس ارتعاشی پره در محدوده عملکرد است. به منظور پیشگیری از خرابی و افزایش دامنه ارتعاشات و ناپایداری پژوهشگران و سازندگان توربوماشین ها از میراگرهای اصطکاکی از نوع شرود و صفحه زیرین استفاده می کنند که به واسطه تماس اصطکاک ضربه روشی مناسب برای اتلاف انرژی و جابجایی فرکانس های طبیعی می باشد. تحلیل ارتعاشی پره های مجهز به شرود برای طراحی پره پیش بینی تنش دینامیکی و تعیین عمر خستگی با چرخه بالا ضروری است. محاسبات این پژوهش شامل سه بخش اصلی است (۱) ایجاد یک مدل کاهش یافته کارآمد با استفاده از تقارن سیکلیک که قابلیت تحلیل استاتیکی و دینامیکی دیسک و پره مونتاژ شده را با در نظر گرفتن نیروهای آیرومکانیک دارا باشد. (۲) تحلیل استاتیکی غیرخطی با در نظر گرفتن نیروهای گریز از مرکز، دما و فشار. در این تحقیق مدل تماس اصطکاک بر پایه کولمب بوده و پدیده لغزش کامل را مدل سازی می کند. (۳) تحلیل ارتعاشات آزاد دیسک و پره با در نظر گرفتن تقارن سیکلیک به منظور استخراج نمودار کمبل که مقدمه ای ضروری برای طراحی دیسک و پره به شمار می رود. (۴) تحلیل پاسخ اجباری دیسک و پره در اثر تحریک نیروهای دینامیکی حاصل از جریان گذرای پره ها به منظور تعیین تنش های دینامیکی در پره.

کلیدواژه ها:

دیسک و پره ، تماس اصطکاک ، نمودار کمبل ، تنش دینامیکی