Jump to content

Расчет на собственные частоты отдельно стоящей лопатки компрессора и лопатки с диском


Recommended Posts

alexkos16

Добрый день!

Цель работы - провести расчет вибрации лопаток компрессора и оценить их вибронадежность.

Расчет проводил в среде WB в модуле Modal.

Я сначала решил посчитать на собственные частоты одну лопатку.

По закреплению - Fixed по боковым поверхностям замка лопатки.

Сначала считал без учета вращения, а потом с учетом вращения = 4790 об/мин (макс. число оборотов).

Построил резонансную диаграмму.

 

Затем ту же лопатку посчитал, но уже с диском.

По боковым граням я задал контакт и тип Bonded.

По закреплению - Fixed по двум участкам диска, которые являются составной частью ротора.

Также построил резонансную диаграмму с  учетом 1-го и 2-х узловых диаметров.

Нулевой узловой диаметр не рассматривал в силу того, что на мой взгляд, это не жизненная ситуация.

 

Все результаты представлены в word файле в приложении к этому письму.

 

Вопрос состоит в том, что не совсем понятно почему в расчете с учетом диска так сильно просели все рассматриваемые 6 собственных форм?

В литературе написано, что да, с диском в отличие от расчета отдельной лопатки частоты снижаются, но действительно ли так сильно?

Или я не совсем корректно задал ГУ по закреплениям?

Или не те взял частоты в расчете с диском (дисковые частоты)? Тогда как определить именно лопаточные формы и диск должен быть неподвижен (синим), а колебаться только лопатка?

 

 

Для вопроса на форум_01_10_21.docx

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
Борман
14 минут назад, alexkos16 сказал:

Или я не совсем корректно задал ГУ по закреплениям?

 

Да. Для вашей задачи необходимо использовать условие циклической симметрии по боковым граням сектора колеса. Плюс можно ограничить перемещение по оси вала где нибудь в районе центра колеса.

 

Ну и только совместно с диском, никаких отдельных лопаток. 

Link to post
Share on other sites
alexkos16
4 минуты назад, Борман сказал:

Да. Для вашей задачи необходимо использовать условие циклической симметрии по боковым граням сектора колеса. Плюс можно ограничить перемещение по оси вала где нибудь в районе центра колеса.

 

Ну и только совместно с диском, никаких отдельных лопаток. 

 

Забыл написать - у меня задана как раз циклическая симметрия на секторе диска.

 

А физично ли будет, если задаться отсутствием перемещений в районе центра диска?

Диск без центрального отверстия и его держит только сварка с двух сторон диска в районе обода (с диском предыдущей ступени и с последующей).

Link to post
Share on other sites
Борман
4 минуты назад, alexkos16 сказал:

Диск без центрального отверстия и его держит только сварка с двух сторон диска в районе обода (с диском предыдущей ступени и с последующей).

аа. ну вам виднее.

Link to post
Share on other sites
Nikon6260

Если ещё посмотреть полученные формы колебаний будет проще разобраться. 

Link to post
Share on other sites
Jesse
53 минуты назад, alexkos16 сказал:

диск должен быть неподвижен (синим), а колебаться только лопатка?

всё так, частоты не должны сильно снижаться, соотв-но и формы должны быть похожи (ассоциированы с деформацией в основном только лопатки).
почему частоты сильно снижаются - возможно проблема в контакте: посмотрите другие высшие формы, если есть взаимопроникновение между гранями диска и лопатки, тогда жёсткость контакта возможно слабенькая...

Link to post
Share on other sites
alexkos16
49 минут назад, Nikon6260 сказал:

Если ещё посмотреть полученные формы колебаний будет проще разобраться. 

 

Высылаю в виде архива результаты расчета отдельной лопатки и лопатки с диском.

Pictures of compressor.rar

Link to post
Share on other sites
статист

У Вас на этой картинке прямо видно, как отрывается один край лопатки от диска, хотя когда вы смотрели отдельно лопатку, я так понял вы оба края зажимали. Вот из-за этого и падает.

 

7 форма (с rpm).JPG

 

 

изображение.png

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
alexkos16
4 минуты назад, статист сказал:

У Вас на этой картинке прямо видно, как отрывается один край лопатки от диска, хотя когда вы смотрели отдельно лопатку, я так понял вы оба края зажимали. Вот из-за этого и падает.

 

7 форма (с rpm).JPG

 

 

изображение.png

 

Отрыва не увидел. Диск вместе с лопаткой вниз как бы ушел.

По условию у меня стоит Fix.

 

image.png

Link to post
Share on other sites
статист
8 минут назад, alexkos16 сказал:

 

Отрыва не увидел. Диск вместе с лопаткой вниз как бы ушел.

По условию у меня стоит Fix.

 

image.png

 

 

7 форма (с rpm)_2.JPG

 

 

У вас для одной лопатки в данном месте все зафиксировано с Ваших слов.

 

 

И как говорит @Борман по хорошему вы должны не фиксировать, а задавать условие цикличной симметрии.

Edited by статист
  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
alexkos16
Posted (edited)

 

16 минут назад, статист сказал:

 

 

7 форма (с rpm)_2.JPG

 

 

У вас для одной лопатки в данном месте все зафиксировано с Ваших слов.

 

 

И как говорит @Борман по хорошему вы должны не фиксировать, а задавать условие цикличной симметрии.

 

Для наглядности высылаю фрагмент чертежа компрессора лопатки с диском.

 

Часть продольного разреза компрессора.JPG

 

Красными линиями показаны места, где на модели я задал условие Fixed.

Или не совсем так?

 

А вот где знак вопроса стоит, то там я так полагаю тоже необходимо задать закрепление?

 

И не совсем вас понял о какой циклической симметрии идет речь.

Повторюсь, у меня сектор диска и на гранях периодичности стоит как раз циклич симметрия.

 

Edited by alexkos16
Link to post
Share on other sites
статист
23 минуты назад, alexkos16 сказал:

 

 

Для наглядности высылаю фрагмент чертежа компрессора лопатки с диском.

 

Часть продольного разреза компрессора.JPG

 

Красными линиями показаны места, где на модели я задал условие Fixed.

Или не совсем так?

 

А вот где знак вопроса стоит, то там я так полагаю тоже необходимо задать закрепление?

 

И не совсем вас понял о какой циклической симметрии идет речь.

Повторюсь, у меня сектор диска и на гранях периодичности стоит как раз циклич симметрия.

 

Короче давайте так. Пятница, конец рабочего дня. Из картинок ничего не понятно. Если Вам не жалко выслать чертеж, то надеюсь вам и не жалко будет выслать модель, которую исследовали. Лучше еще геометрию выслать в step формате и параметры материалов. И описать задачу поподробней, где что применяли, какие цели у вас на эти применения были. А вечером под пивко с хорошо поставленной задачей думаю сразу станет все ясно.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
Nikon6260

Не нашел сильных изменений частот колебаний лопаток. 

Первая изгибная форма

Без диска 885

С диском 875

 

Проверьте сопоставление всех частот именно по формам колебаний лопатки. 

Колебания самого диска у вас появляются при непосредственно добавления диска, это другая тема. 

Screenshot_2021-10-01-17-39-49-025_com.miui.gallery.jpg

Screenshot_2021-10-01-17-40-03-587_com.miui.gallery.jpg

  • Нравится 3
Link to post
Share on other sites
AlexArt
Цитата

Я Пастернака не читал, но осуждаю

 

Link to post
Share on other sites
Nikon6260
2 часа назад, AlexArt сказал:

 

К чему здесь эта цитата?

В той задаче нужно было ознакомится с особенностями включения опции контакта Shell Thickness Effect.

Link to post
Share on other sites
alexkos16
6 часов назад, статист сказал:

Короче давайте так. Пятница, конец рабочего дня. Из картинок ничего не понятно. Если Вам не жалко выслать чертеж, то надеюсь вам и не жалко будет выслать модель, которую исследовали. Лучше еще геометрию выслать в step формате и параметры материалов. И описать задачу поподробней, где что применяли, какие цели у вас на эти применения были. А вечером под пивко с хорошо поставленной задачей думаю сразу станет все ясно.

 

Вот расширенный фрагмент чертежа компрессора. Синим цветом выделен объект исследования.

 

image.png

 

А вот ссылки на сами проекты: с отдельно стоящей лопаткой и с лопаткой+диск.

 

https://disk.yandex.ru/d/y9--vTgytyBUXg

 

Цель работы - выполнить вибрационный расчет лопатки компрессора.

 

Св-ва материалов заданы в проекте.

 

4 часа назад, Nikon6260 сказал:

Не нашел сильных изменений частот колебаний лопаток. 

Первая изгибная форма

Без диска 885

С диском 875

 

Проверьте сопоставление всех частот именно по формам колебаний лопатки. 

Колебания самого диска у вас появляются при непосредственно добавления диска, это другая тема. 

Screenshot_2021-10-01-17-39-49-025_com.miui.gallery.jpg

Screenshot_2021-10-01-17-40-03-587_com.miui.gallery.jpg

Я правильно понимаю, что в данной постановке задачи необходимо найти в Ansys те частоты, у которых диск будет неподвижен ( с 0 узловых диаметров), а лопатка будет колебаться?

Но в жизни на мой взгляд колеблется вся сис-ма особенно при вращении... Может я ошибаюсь.

Link to post
Share on other sites
статист
8 часов назад, alexkos16 сказал:

 

 

Для наглядности высылаю фрагмент чертежа компрессора лопатки с диском.

 

Часть продольного разреза компрессора.JPG

 

Красными линиями показаны места, где на модели я задал условие Fixed.

Или не совсем так?

 

А вот где знак вопроса стоит, то там я так полагаю тоже необходимо задать закрепление?

 

 

 

 

 

Здесь нужен штифт. Задавать его можно через Beam  в соединениях.

 

1 час назад, alexkos16 сказал:

 

 

image.png

 

 

 Там где вы вырезаете из диска более грамотно, как мне кажется, задать условие Frictionless Support, чем Fixed (конечно, это тоже не совсем корректно, но лучше чем у вас задано)

Условие Cyclic Symmetric задано правильно.

 

А так, да, получается очень похоже на картинки, приведенные @Nikon6260: вы смотрите и сравнивайте колебания лопаток, они у вас примерно одинаковые. Так что там все норм.

Если давать ГУ такие, как я говорил (штифт только не ставил), то получатся для диска следующие моды при нагрузке вращение:


 

Скрытый текст

 

1-я мода: Вращение вокруг оси, т.к. я не закреплял от вращения

 

изображение.png

 

2-я мода: колебания диафрагмы (или как там ее вы зовете) вдоль оси (343 Гц). Но это без штифта, со штифтом картина немного получше будет (но не лучше для штифта, так как он похоже на изгиб будет работать)

изображение.png

 

3-я мода: уже колебания лопатки (частота 848 Гц)

 

изображение.png

 

 

P.s. Сетка у вас так себе по качеству.

 

Link to post
Share on other sites
Nikon6260
22 часа назад, alexkos16 сказал:

 

Вот расширенный фрагмент чертежа компрессора. Синим цветом выделен объект исследования.

 

image.png

 

А вот ссылки на сами проекты: с отдельно стоящей лопаткой и с лопаткой+диск.

 

https://disk.yandex.ru/d/y9--vTgytyBUXg

 

Цель работы - выполнить вибрационный расчет лопатки компрессора.

 

Св-ва материалов заданы в проекте.

 

Я правильно понимаю, что в данной постановке задачи необходимо найти в Ansys те частоты, у которых диск будет неподвижен ( с 0 узловых диаметров), а лопатка будет колебаться?

Но в жизни на мой взгляд колеблется вся сис-ма особенно при вращении... Может я ошибаюсь.

 

1. На картинках не нашёл ни одной формы с различными узловыми диаметрами. Не уверен, что Вы понимаете что это значит. Возможно Вы ещё хотите оценить связанные колебания с учётом полного колеса. Там будут и различные узловые диаметры немного размазанные по частоте. Но диск здесь не при чем. 

 

2. В описании к теме стоит задача: "Цель работы - провести расчет вибрации лопаток компрессора и оценить их вибронадежность". Соответственно смотреть частоты колебаний лопатки и требуется. 

 

З. Ы. 

для информации:

расчётами вибронадежность лопаток оценить не удастся. Вы только найдёте возможные резонансные режимы. Есть опасные формы колебаний от резонансов с которыми стоит держаться подальше. А фактические вибронапряжения в лопатке вам покажет только тензометрирование. Обо всем этом есть информация в соответствующих нормативных требованиях к газотурбинным двигателям.

 

Link to post
Share on other sites
alexkos16

 

02.10.2021 в 01:46, статист сказал:

 

Здесь нужен штифт. Задавать его можно через Beam  в соединениях.

 

 Там где вы вырезаете из диска более грамотно, как мне кажется, задать условие Frictionless Support, чем Fixed (конечно, это тоже не совсем корректно, но лучше чем у вас задано)

Условие Cyclic Symmetric задано правильно.

 

А так, да, получается очень похоже на картинки, приведенные @Nikon6260: вы смотрите и сравнивайте колебания лопаток, они у вас примерно одинаковые. Так что там все норм.

Если давать ГУ такие, как я говорил (штифт только не ставил), то получатся для диска следующие моды при нагрузке вращение:


 

  Скрыть содержимое

 

1-я мода: Вращение вокруг оси, т.к. я не закреплял от вращения

 

изображение.png

 

2-я мода: колебания диафрагмы (или как там ее вы зовете) вдоль оси (343 Гц). Но это без штифта, со штифтом картина немного получше будет (но не лучше для штифта, так как он похоже на изгиб будет работать)

изображение.png

 

3-я мода: уже колебания лопатки (частота 848 Гц)

 

изображение.png

 

 

P.s. Сетка у вас так себе по качеству.

 

 

 

Здесь нужен штифт. Задавать его можно через Beam  в соединениях.

Никогда данной функцией не пользовался. Попробую.

А сильная разница получится, если я включу модель штифта?

 

 Там где вы вырезаете из диска более грамотно, как мне кажется, задать условие Frictionless Support, чем Fixed (конечно, это тоже не совсем корректно, но лучше чем у вас задано)

 

Я правильно понимаю, что условие Frictionless Support фиксирует диск в осевом направлении, но при этом диск может перемещаться в окружном направлении, т.е. это условие более жизненное, чем Fixed, которое блокирует перемещения во всех направлениях?

 

P.s. Сетка у вас так себе по качеству.

Сетку такого качества построил чисто исходя из экономии расчетного времени и оперативного представления моей проблемы на данный форум.

Разумеется для точных данных необходимо выполнить сеточную сходимость. Этим я позже займусь)

 

Так я правильно понимаю, что в данной постановке задачи, необходимо рассматривать в сис-ме лопатка-диск только колебания лопаток?

Тогда выходит, что мне нужны частоты, где Harmonic Index = 0 ?

 

 

 

 

 

14 часов назад, Nikon6260 сказал:

 

1. На картинках не нашёл ни одной формы с различными узловыми диаметрами. Не уверен, что Вы понимаете что это значит. Возможно Вы ещё хотите оценить связанные колебания с учётом полного колеса. Там будут и различные узловые диаметры немного размазанные по частоте. Но диск здесь не при чем. 

 

2. В описании к теме стоит задача: "Цель работы - провести расчет вибрации лопаток компрессора и оценить их вибронадежность". Соответственно смотреть частоты колебаний лопатки и требуется. 

 

З. Ы. 

для информации:

расчётами вибронадежность лопаток оценить не удастся. Вы только найдёте возможные резонансные режимы. Есть опасные формы колебаний от резонансов с которыми стоит держаться подальше. А фактические вибронапряжения в лопатке вам покажет только тензометрирование. Обо всем этом есть информация в соответствующих нормативных требованиях к газотурбинным двигателям.

 

 

1. Насколько я правильно понимаю, что Harmonic Index это как раз и есть количество узловых диаметров. В данном расчете я установил макс. значение - 2.

 

2. Ну т.е. рассматривать, когда диск не колеблется, а только лопатка?

 

Может быть я некорректно сформулировал описание своей работы. Главное - найти резонансные режимы и в случае попадания в рабочий диапазон частот вращения ротора, выполнить соответствующую отстройку от резонанса.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • R2D2_
      Зажать Ctrl и потянуть нужную деталь из дерева или вьюпорта. Также можно добавить деталь в библиотеку проектирования. От туда детали вытягиваются как крепеж из туллбокса: будет вставлять копии, пока не нажмешь Esc.
    • Simlion
      Подскажите как вставить за раз в сборку несколько одинаковых компонентов, а то приходится сначала вставить один компонент, затем в дереве построения сделать ctrl+C этого компонента и уже в графическом поле сделать ctrl+v. Явно же есть простой способ вставки. Подскажите знающие люди. Заранее спасибо.
    • karachun
      В этом плане нестационарные расчеты в CFX раз и навсегда приучают к тому что надо сперва заказывать вывод нужных результатов а потом считать. Иногда приходят люди на cfd-online, в раздел по CFX и спрашивают: - Я считал нестационарную задачу трое суток и теперь нестационарных результатов не чувствую. Где они находятся? А местный модератор ghorrocks на это и отвечает: - Бубба, у тебя их нет.
    • Simlion
      В общем несколько дней назад перешел на Solidworks 2021 и всё бы хорошо, но вот после установки дополнения КБ2.0 стало происходить следующее: при создании новой сборки как обычно открывается новое графическое поле и сразу всплывает окно проводника, как если бы я пытался вставить в сборку деталь. До установки КБ2.0 при создании новой сборки ни каких окон не всплывало. Как отключить это?
    • Simlion
      Несколько дней назад на рабочем месте установили Solidworks2021 и тоже в сборках возникла проблема с прозрачностью рандомно у моделей в основном импортированных. Решилась на данный момент проблема отключением отображения исправленных моделей в разделе вид. 
    • BSV1
      Вот так уж точно в одно тело     
    • gudstartup
      И еще один минус  при работе с бумажными схемами кроме долгого поиска это еще и то  что необходимо потом все отсортировать и разложить как оно и было до начала раскопок!  
    • gudstartup
      Хотя бы один на бригаду можно у руководства выцыганить но  желательно с хорошей батареей...
    • BSV1
    • gudstartup
      Скорость поиска в бумажной и электронной документации невозможно сравнивать! Хорошо если схема организована со сквозной нумерацией обозначение элемента схемы = страница . столбец эл. схемы = метка элемента в оборудовании тогда все ищется быстро даже на бумаге, а вот у китайские и тайваньские товарищи этого стандарта не придерживаются на лицо очень большая сегментация и не рациональное обозначение частые ошибки в описании элемента и использование сокращений приводящих к трудностям перевода и это не европейские языки правда сейчас стало гораздо легче но это пока гугл работает! Генераторы например летят, реже серво но а что касается периферии то тут уже траблы случаются гораздо чаще! Работой они нас не обделяют. Да конечно большинство неисправностей случаются в следствии перепадов напряжения а UPS и входные стабилизаторы уже не первой свежести и никто их не хочет обновлять так как оборудование работает как говорится на износ и до полного морального устаревания.
×
×
  • Create New...