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

[alexkos16 5]

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

[alexkos16 5]

 

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

 

 

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)

 

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

 

 

 

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.