تحلیل استاتیکی و مودال شفت – ایمپلر پیچشی بر پایه رویکرد تعامل سیال با جامد در نرم افزار ANSYS

شکست های مکانیکی در قطعاتی همچون محورهای انتقال قدرت معمولا تحت تاثیر رشد ترک ناشی از بارهای نوسانی اتفاق می افتد. شکست در محورهای دوار انتقال قدرت معمولا با ترک های سطحی شروع می شود و سپس به صورت شکل های نیم بیضی رشد پیدا میکند. عمر باقیمانده محورهای دوار از زمانی که ترک در آنها شروع می شود تا زمانی که شکست نهایی در آنها اتفاق می افتد، دارای اهمیت ویژه ای می باشد. این بازه زمانی از لحاظ برنامه ریزی برای بازدیدهای دوره ای و سرویس و نگهداری محورها مهم می باشد .تجهیزات دوار بعنوان اصلی ترین رکن صنایع مختلف را تشکیل می دهند. تجهیزات دوار که بعنوان عامل انتقال نیرو و محرکه بکارگرفته می شود، از حساسیت خاصی در طراحی، ساخت و تعمیرات و نگهداری بکارگرفته می شود، شاید هم دلیل اصلی آن پرهزینه بودن و نقش حیاتی آن در صنعت می باشد. تجهیزات دوار غالبا متشکل از شفت، پروانه و یاتاقان می باشد که هر یک نقش قابل ملاحظه ای را در انتقال نیرو و حرکت برخورداراند. در این پژوهش به بررسی عامل تنش در قبل و بعد از ترک و رشد آن بر روی یک سیستم دوار شامل شفت، پروانه(ایمپلر) که بر روی 2 یاتاقان نصب گردیده است، می باشد. در این مدل سیال در اثر برخورد با پره های پروانه باعث تولید یک گشتاور بر روی پروانه شده و پروانه این گشتاور را به شفت انتقال می دهد. یکی از بخش های مهم این پژوهش درنظرگرفتن اثر سیال بر روی سازه پروانه می باشد که این به نوبه خود منجر به بررسی رویکرد تعامل سیال با جامد می شود که طراحی و تحلیل سیستم دوار را به واقعیت نزدیک تر می کند. هدف از این مقاله تحلیل استاتیکی و مودال شفت – ایمپلر پیچشی بر پایه رویکرد تعامل سیال با جامد در نرم افزار ANSYS می باشد. ابتدا سیستم را در معرض برخورد سیال آب بر ایمپلر قرار داده و سپس اثر این برخورد را بر شفت انتقال پیدا می کند و حال میزان تغییر شکل( جابجایی در سه راستای کارتزین)، شکل مودها و فرکانس های طبیعی از طریق دو محیط مختلف نرم افزار ANSYS که عبارتند از CFX و Workbench نتایج مذکور استخراج گردیده است

کلیدواژه ها:

تحلیل تنش ، شفت – ایمپلر پیچشی ، تعامل سیال با جامد ، ANSYS