آنالیز مودال شفت و پروانه توربین توربوشارژر EF۷ به روش تجربی و عددی

در این پژوهش برای شناسایی رفتار دینامیکی مجموعه ی شفت و پروانه ی توربین توربوشارژر و تعیین فرکانس های طبیعی آن از آزمون چکش مودال و تحلیل عددی به کمک نرم افزار Abaqus استفاده شد. در بخش تجربی، مجموعه تحت تحریک ضربه ای قرار گرفت و پاسخ های ارتعاشی با شتاب سنج و آنالایزر دینامیکی ثبت گردید. پردازش سیگنال ها در حوزه ی فرکانس منجر به استخراج تابع پاسخ فرکانسی و شناسایی مودهای ارتعاشی شد به طوری که فرکانس طبیعی نخست در حدود ۱۸۶۰ هرتز رفتار خمشی (اولیه) به دست آمد و ضریب همبستگی داده ها ۰.۸۱ اعتبار اندازه گیری ها را تایید کرد. در بخش عددی مدل سه بعدی دقیقی از مجموعه در محیط Abaqus/CAE ساخته شد و با در نظر گرفتن ویژگی های واقعی ماده، شرایط مرزی تکیه گاهی و نحوه ی اتصال پره به شفت تحلیل مودال به روش اجزای محدود انجام گرفت. نتایج عددی فرکانس طبیعی اول را ۱۸۶۱ هرتز گزارش کرد که نسبت به مقدار تجربی اختلافی معادل ۰.۰۰۵ دارد، اختلافی که در بازه ی قابل قبول صحه سنجی قرار می گیرد و دقت مدل سازی را نشان می دهد. تطابق مطلوب میان نتایج آزمایشگاهی و عددی بیانگر قابلیت مدل توسعه یافته در پیش بینی رفتار دینامیکی واقعی است و امکان استفاده از آن برای تحلیل های ارتعاشی پیشرفته، بهینه سازی طراحی و پیش بینی نواحی تشدید در توربوماشین ها را فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

تحلیل مودال ، تابع پاسخ فرکانسی ، فرکانس طبیعی ، شفت و پروانه torبین