16728

16728

رفتار ديناميكي پره فن در حضور استهلاك غير تناسبي حاصل از مستهلك كننده هاي پايه پره به صورت تحليلي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

مهر 1395

دكتر تقوي

دكتر احمديان

مكانيك

پره هاي كمپرسور و توربين گازي بسيار انعطاف پذير و مستعد خستگي و شكست هستند.آن ها قبل از رسيدن به سرعت عملكرد، رزونانس هاي زيادي را پشت سر مي گذارند. در ابتدا تحليل ارتعاشي پره هاي توربوماشين ها توسط نظريه هاي تير مرسوم بود و مي توان مراجع بسياري را در اين مورد پيدا كرد. نظريه هاي تير براي بيان رفتار ديناميكي پره هاي با وترپهن ناكافي هستند. به خصوص مودهاي خمشي در راستاي وتر كاملا ناديده گرفته مي شوند. در سال هاي اخير روش هاي دوبعدي براي تحليل ارتعاشي پره توسعه يافت، كه در بيشتر آن ها از روش اجزا محدود استفاده مي شد و نيازمند زمان محاسباتي زياد بود. گرچه اثرات خمشي در راستاي وتر در اين روش محاسبه مي شد، اما بدست آمدن نتايج صحيح نيازمند المان هاي كافي بود. همچنين هنگامي كه آن ها به عنوان ورق در نظر گرفته شوند، اثر مهم سختي در راستاي وتر نمي تواند بيان گردد. به علاوه به دليل هندسه پيچيده پره هاي با پيچش اوليه هنگامي كه المان هاي ورق مورد استفاده قرار گيرد، كوپلينگ بين تغييرشكل خمشي و پوسته اي نمي تواند داخل المان اتفاق بيفتد و بنابراين المان هاي بيشتري براي نتايج صحيح مورد نياز است. پس از آن، روش دو بعدي بر اساس روابط پوسته نمو كرد، كه نيازمند المان هاي محدود نبوده و بر اساس معادلات پوسته است. اين روش از شكل هاي كلي براي سه جز از جابه جايي پوسته ي يك سر گيردار در قالب توابع پيوسته و روش شناخته شده ي ريتز براي به دست آوردن فركانس ها و شكل مودها استفاده مي كند. اين روش براي شكل هاي پره كه مي تواند همساز و اصلاح شود و به خوبي مناسب بررسي هاي پارامتري باشد، ثابت كرد كه از لحاظ محاسباتي كارامدتر از روش اجزا محدود است و همچنين حل هاي بسيار درست تري نسبت به نتايج مدل يك بعدي تير دارد. نظريه ي پوسته ي كم عمق(پوسته با انحناي كم) براي خودداري از پيچيدگي هاي نظريه ي پوسته ي عميق كه نيازمند مختصات غيرمتعامد است، استفاده مي شود. تمركز اين پروژه بر نوشتن يك برنامه كامپيوتري براي تخمين فركانس هاي طبيعي پره ي فن موتور توربوفن داراي پيچش و انحنا به صورت تحليلي مي باشد. در اين روش برخلاف روش هاي استفاده شده در مراجع ديگر كه هم هندسه ي پره و هم معادلات ساده سازي شده اند، هندسه تغيير نيافته و از معادلات ساده شده استفاده شده است. نظريه ي پوسته ي نازك و روش ريتز براي تعيين فركانس هاي طبيعي و شكل مودهاي پره هاي چرخان فن در اين پروژه مورد استفاده قرار گرفته است. توابع جابه جايي به صورت چندجمله اي در نظر گرفته شده اند. سپس رفتار پره در حضور استهلاك غير تناسبي حاصل از مستهلك كننده هاي پايه پره بررسي شده است. در نهايت نتايج با نتايج حاصله از روش المان هاي محدود توسط نرم افزار Ansys مقايسه مي گردد. واژه‌هاي كليدي: رفتار ديناميكي پره ي فن، نظريه ي پوسته ي نازك، پيچش، انحنا و مستهلك كننده

1395/12/03

1/1/1900 12:00:00 AM