Перейти к публикации

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


Рекомендованные сообщения

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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
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. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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).

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если ещё посмотреть полученные формы колебаний будет проще разобраться. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Изменено пользователем статист
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

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.

 

Изменено пользователем alexkos16
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, AlexArt сказал:

 

К чему здесь эта цитата?

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

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...