19787

۱۹۷۸۷

ارتعاشات تيغه دوار كامپوزيتي چندلايه با مكانيزم CLD تحت زاويه نصب دلخواه در پايه

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - ديناميك ارتعاشات و كنترل

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۷/۳۰

دكتر روح اله طالبي توتي

مكانيك

چكيده با توجه به گستره كاربردهاي توربو ماشين¬ها، راه حل هايي براي كاهش قله¬هاي رزونانس و ... ، در سرعت بالاي چرخش اين ماشين¬ها، به يك موضوع تحقيق قابل توجه و جالب تبديل مي¬شود. در اين رساله مدل ديناميكي جديد براي بررسي ارتعاشات آزاد يك تيغه¬¬¬¬ي كامپوزيتي چندلايه كه داراي زاويه¬اي اوليه با بستر متصل به شفت تحت دوران به منظور يافتن فركانس¬هاي طبيعي و مدهاي ارتعاشي مورد بررسي قرار مي¬گيرد. تيغه¬ي مورد بررسي با يك ورق كلاسيك كه داراي زاويه¬ي اوليه مي-باشد مدل شده است. بدين منظور، ابتدا هندسه مساله معرفي شده و سپس معادلات ارتعاشي ورق توسط اصل هميلتون با توجه به فرضيات ورق كلاسيك استخراج شده سپس معادلات توسط روش گلركين به منظور يافتن پاسخ مسئله¬ي مقدار ويژه¬ي مورد نظر حل مي¬شود. نتايج به دست آمده با اين روش با نتايج موجود در مراجع مورد مقايسه و اعتبار سنجي قرار مي¬گيرند. در اين پژوهش تاثير پارامترهاي مختلف درگير در مساله همچون سرعت چرخش توربين، زاويه ابتدايي پره و هندسه پره بر فركانس و شكل مدها در تيغه¬هاي كامپوزيتي و چند لايه تحليل گرديده و در نهايتا با قرار دادن مستهلك كننده¬ي لايه¬اي در جهت كاهش دامنه در نقاط تشديد، سيستم را مجددا مورد بررسي قرار مي¬دهيم. بر اساس نتايج تجزيه و تحليل پارامتري، پارامترهاي اصلي براي تأثير ضريب ميرايي، ضخامت مواد لايه ميرا و سرعت چرخش مي¬باشد. ضريب ميرايي مودال با افزايش سرعت دوران تغييرات منظمي را نشان نمي¬دهد و با كاهش ضخامت لايه ميرا كاهش مي يابد . در انتها تاثيرات پره¬هاي مجاور و نگهدارنده بين آن¬ها با استفاده از جرم و فنر مدل شده است. مدل پيشنهادي يك روش كارآمد براي مطالعه رفتار پويا ساختارهاي كامپوزيتي چند لايه دوار، مانند تيغه كمپرسور، پره¬هاي بالگرد و ... ارايه مي¬دهد. واژه‌هاي كليدي: ارتعاشات پره كمرسور، ورق كامپوزيت، نظريه كلاسيك.

1397/09/18

Vibrations of Multi-layer Composite Rotating blade with CLD mechanism at an arbitrary stagger angle

12/9/2018 12:00:00 AM

Abstract: Considering the wide range of turbochmachineries applications, solutions to reduce the resonance peaks and ... at the high speed of these machines, become a significant and interesting subject of research. In this Thesis vibration dissertation, a multi-layered composite rotating blade at an arbitrary stagger angle is investigated to find natural frequencies and vibrational modes. The blade is modeled with a classic plate theory having an initial angle. For this purpose, the geometry of the problem is first introduced and then the equilibrium equations of the plate are extracted by the principle of Hamilton according to the classical hypotheses. Then the equations are solved by the Gelerkin method in order to solve the problem of the desired specific value. The results obtained by this method are compared with the results in the references and validation. In this study, the effect of different parameters involved in the problem, such as turbine rotational speed, initial angle of the blade, and the geometry of the blade on the frequency and mode shape in the composite and multi-layer blades, were analyzed. Finally, by placing the constrained layer damping in the direction reducing the amplitude at the resonance points will re-examine the system. The results of parametric analysis indicate that the main parameters for the effect of damping ratio, material thickness, and the speed of rotation. the modal damping ratio with decreasing rotating speed does not show regular changes and increases with the increasing of the thickness of the constrained layer. At the end, the effects of adjacent mistuned blades and holder between them modeled by using mass and spring.The proposed model provides an efficient method for studying the dynamic behavior of rotary multi-layer composite structures, such as compressor blades, helicopter blades, and more. Keywords: Compressor Blade Vibrations, Composite Plate, Classic Theory