Wpływ prędkości obrotowej na częstotliwości i postacie drgań własnych łopatki sprężarki silnika lotniczego

• Autorzy: Witek L. , Bednarz A.

Warianty tytułu

EN

Influence of rotor speed on frequencies and modes of free vibrations of aero-engine blade

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca opisuje wpływ prędkości obrotowej na częstotliwości drgań własnych oraz poziomy naprężeń łopatki sprężarki lotniczego silnika turbinowego. W celu rozwiązania problemu naukowego zbudowano model geometryczny oraz dyskretny łopatki. W początkowym etapie pracy określono częstotliwość pierwszej postaci drgań własnych łopatki w warunkach spoczynku (ω=0). W kolejnym etapie pracy wykonano numeryczne analizy modalne łopatki poddanej działaniu prędkości obrotowej. W oparciu o otrzymane wyniki określono wpływ prędkości obrotowej na zmianę częstotliwości rezonansowej łopatki. Na podstawie otrzymanych rezultatów określono także miejsca występowania maksymalnych wartości naprężeń zredukowanych. Określenie lokalizacji maksymalnych naprężeń ma istotne znaczenie zarówno praktyczne jak również naukowe. W trakcie eksploatacji silnika oraz przeglądów technicznych, informacja o potencjalnej lokalizacji pęknięć jest ważną informacją praktyczną.

EN

This paper presents results of numerical modal analysis of the compressor blade. In the work the influence of rotational speed on both the stress distribution and also the natural frequency of compressor blade was considered. In order to solve the research problem, the geometrical model of blade was first defined. In next step, the discreet model consisted of TET-10 finite elements was created. In first part of the work, the resonant frequency of blade without rotation was computed. Moreover, in this case the reduced stress was determined for the blade vibrated with amplitude equals 1 [mm]. In next stage of the work the influence of rotational speed on free vibration frequency of the blade was investigated. Based on obtained results, the influence of the rotational speed on stress distribution was determined. Moreover, the location of stress concentrations regions were selected. Determination of maximum stress areas is an important from the practical point of view because in these zones the first fatigue cracks can appear.

Słowa kluczowe

PL

łopatka sprężarki; analiza modalna; drgania własne; analiza naprężeń

EN

compressor blade; modal analysis; free vibrations; stress analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 6689--6698, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Witek L.

• Katedra Samolotów i Silników Lotniczych, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów, Al. Powstańców Warszawy 8

autor

Bednarz A.

• Katedra Samolotów i Silników Lotniczych, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów, Al. Powstańców Warszawy 8

Bibliografia

• 1. Balicki W., Szczeciński S., Chachurski R., Kozakiewicz A., Głowacki P., Szczeciński J.: Drgania głównych części i zespołów lotniczych silników turbinowych – sposoby ich zapobiegania, Prace Instytutu Lotnictwa Nr. 199, s. 62-68.
• 2. Bednarz A.: Analiza wytrzymałościowa łopatki sprężarki silnika turbinowego, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa – Politechnika Rzeszowska, Praca magisterska, Rzeszów 2014.
• 3. Kuzioł L., Kubitz L.: Algorytm obliczeniowy drgań swobodnych łopatki wirnikowej, Akademia Marynarki Wojennej Nr 173, 2008, s. 25-42.
• 4. Materiału szkoleniowe MESCO: Analiza drgań własnych
• 5. Powałka B., Chodźko M., Jasiński W.: Diagnostyka łopatek wirnika turbozespołu, Modelowanie Inżynierskie 41, 2011, s. 339-346.
• 6. Witek L., Bednarz A.: Numeryczno-eksperymentalna analiza naprężeń oraz drgań własnych łopatki sprężarki silnika turbinowego, Logistyka 6, 2014, s.11177-11186.
• 7. Witek L., Wyzga B.: Analiza wpływu wybranych rodzajów obciążeń na częstotliwość drgań rezonansowych łopatki sprężarki turbiny silnika śmigłowcowego, Logistyka 6, 2014, s.11187-11195.
• 8. Witoś M., Zalewski J.: Analiza modalna łopatek jako metoda badań nieniszczących, Biuletyn WAT vol. LVII 2, 2008, s. 327-338.
• 9. Witoś M.: On the modal analysis of a cracking compressor blade, Research works of AFIT 23, 2008, s. 21-36.
• 10. http://www.profprokat.ru/content/view/678/75/