27371

مدلسازي ديناميك غيرخطي پره توربين در حضور ضربه و لغزش

دكتري

مهندسي مكانيك

1393

1401/06/21

حميد احمديان

مكانيك

در اين رساله، مدل¬سازي همزمان ضربه و لغزش در شرود پره¬هاي توربين و بهينه كردن پارامترهاي تماس شرود، به منظور افزايش كارايي آن مورد بررسي قرار گرفته است. پديده ضربه و لغزش در شرود به صورت همزمان رخ مي¬دهند و اين دو پديده مي¬توانند بر همديگر اثر داشته باشند و همزماني اين دو پديده در شرودهاي خاصي كه به فرم z مي¬باشند كاملا مشهود مي¬باشد. در حالي كه بعضي از محققان به همزمان بودن اين دو پديده در شرود پره-هاي توربين اشاره نموده¬اند اما تاكنون كارهاي كه در گذشته صورت گرفته است اثر اين دو پديده را بر ارتعاش پره-ديسك جدا در نظرگرفته¬اند و اثر متقابل آن¬ها بر همديگر را در نظر نگرفته¬اند اما از آنجا كه اين دو پديده (ضربه و لغزش) انرژي اتلافي متناهي در فرم z ايجاد نمود، در نظرگرفتن همزمان اين دو پديده براي مدل كردن دقيق تماس ضروري مي¬باشد. در اين رساله، اثر جابجايي مماسي بر تغييرات نيروي قائم در سطوح تماس توربين-پره در نظر گرفته شده است. در حالي كه اثر پديده جفت¬شدگي جابجايي مماسي بر نيروي قائم اثر قابل ملاحظه¬اي در مقدار نيروي سطوح تماس دارد در پژوهش¬هاي پيشين پره-توربين در نظر گرفته نشده است. در اين رساله با استفاده از مدل تماسي كه اين پديده را در نظر گرفته، اهميت آن در تعيين فركانس رزونانس و دامنه ارتعاش پره-توربين نشان داده شده است و هم¬چنين اين نتايج با آزمايش تجربي با مدل آزمايشگاهي صحت سنجي شده است. پارامترهاي تماسي مدل با در نظر گرفتن اثر پديده جفت¬شدگي توسط آزمايش دو سطح تماس تحت نيروهاي مختلف استخراج شده است. با استفاده از پارامترهاي سطوح واقعي، اثر پديده جفت شدگي جابجايي مماسي بر نيروي قائم در يك مدل صنعتي بررسي شده است. در اين رساله با مقايسه نتايج تئوري و آزمايشگاهي نشان داده شده كه نيروهاي سطح تماس با در نظرگرفتن پديده جفت¬شدگي با دقت بالاتري محاسبه مي¬شوند و در نتيجه پاسخ فركانسي سيستم دقيق¬تر(در مقايسه با نتايج تست) محاسبه مي¬گردد. در مدل آزمايشگاهي پره-توربين مورد بررسي در رساله، پيش¬بيني پاسخ فركانسي آزمايش با خطاي 2 درصد با در نظر گرفتن مدلي كه پديده جفت¬شدگي را در نظر مي¬گيرد صورت مي¬گيرد در حالي كه بدون در نظر گرفتن پديده جفت¬شدگي با خطاي 11 درصد پاسخ محاسبه مي¬گردد.

1401/08/25

Modeling non-linear dynamics of turbine blades due to slip and slap motion

9/12/2023 12:00:00 AM

This dissertation aims at simultaneous modeling of coupling and slip in turbine blade shroud and optimization of shroud contact parameters in order to increase its efficiency. In fact, the phenomenon of impact and slip in the shroud occur simultaneously and these two phenomena can affect each other and the synchronicity of these two phenomena in certain shrouds that are in the form of z is quite evident. While some researchers have pointed to the simultaneity of these two phenomena in the turbulence of the turbine blades, so far work has been done in the past to consider the effect of these two phenomena on the blade-disc vibration separately and the interaction effect. They do not consider each other, but since these two phenomena (impact and slip) created a finite dissipative energy in the z-form, it is necessary to consider these two phenomena simultaneously to accurately model the contact. In this thesis, the effect of tangential displacement on vertical force changes in turbine-blade contact surfaces is considered. While the effect of tangential displacement coupling on vertical force has a significant effect on the amount of contact surface force in previous blade research - Turbine is not considered. In this dissertation, using a contact model that considers this phenomenon, its importance in determining the resonance and vibration amplitude of the vane-turbine has been shown, and also these results have been validated by experimental experiments with a laboratory model. Also, the parameters of contact surfaces have been extracted by testing two contact surfaces under different forces. Using these parameters of real surfaces, the effect of tangential displacement coupling on vertical force has been investigated in an industrial model.

تماس , شرود , پره- توربين , پديده جفت شدگي , لغزش و اصطكاك

Friction , shroud , blade-disk , coupling effect

Aram Mahmoodi

Hamid Ahmadian