Numeryczno-eksperymentalna analiza modalna łopatki turbiny silnika turbowentylatorowego

• Autorzy: Witek L. , Kluz M.

Warianty tytułu

EN

Numerical and experimental modal analysis of the turbine blade of turbofan engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy analizy drgań własnych łopatki turbiny silnika przepływowego. W pierwszej części pracy określono eksperymentalnie częstotliwości drgań rezonansowych łopatki. Do tego celu wykorzystano nowoczesny system wibracyjny UDCATA250, który umożliwił precyzyjny pomiar częstotliwości oraz przyspieszeń łopatki w trakcie drgań. Amplitudę drgań łopatki mierzono przy pomocy piezoelektrycznego czujnika przyspieszeń. W budowie modelu numerycznego łopatki turbiny niskiego ciśnienia wykorzystano technikę inżynierii odwrotnej. Geometria badanego obiektu została odwzorowana na podstawie skanowania rzeczywistej łopatki turbiny. W wyniku przeprowadzonych obliczeń wykonanych za pomocą metody elementów skończonych określono postacie oraz częstotliwości drgań własnych łopatki turbiny. W kolejnej części pracy dokonano porównawczej analizy wyników badań doświadczalnych oraz obliczeń numerycznych. Numeryczną analizę modalną prowadzono także dla szeregu prędkości obrotowych turbiny, odpowiadających różnym stanom pracy silnika, przez co możliwe było określenie wpływu prędkości obrotowej wirnika na częstotliwości rezonansowe łopatki.

EN

In this work the results of the modal analysis of the turbine blade were presented. In the first part of the work the experimental modal analysis of the blade was performed using the vibration system. As results the resonant frequencies of the real blade were obtained. In the next part of the work the numerical model of the blade was created by scanning of geometry of the real blade. After discretization and definition of the boundary conditions the numerical modal analysis were made for the blade without additional loads. The results of experimental and numerical analysis were next compared in order to check the convergence of the numerical solution. In last chapter of the work the influence of the turbine speed on the natural frequencies of the blade was investigated.

Słowa kluczowe

PL

analiza modalna; silnik turbowentylatorowy; łopatka turbiny

EN

modal analysis; turbofan engine; turbine blade

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 12
• Strony: 1473--1478
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., rys., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Witek L.

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

autor

Kluz M.

• Polskie Zakłady Lotnicze Sp. z o.o., ul. Wojska Polskiego 3, 39-300 Mielec

Bibliografia

• 1. Lipka J., Wytrzymałość Maszyn Wirnikowych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1967.
• 2. Witek L., Failure analysis of turbine disc of an aero engine, “Engineering Failure Analysis” Elsevier 2006, Vol. 13.
• 3. Kyzioł L., Kubitz L., Algorytm obliczeniowy drgań swobodnych łopatki wirnikowej, „Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej” 2008, Rok XLIX, Nr 2 (173).
• 4. 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” 4/2009, Nr 199.
• 5. Powałka B., Chodźko M., Jasiński W.: Diagnostyka łopatek wirnika turbozespołu, „Modelowanie inżynierskie” 2011, Nr 41.
• 6. Rządkowski R., Sokołowski J.: Drgania własne ułopatkowanych tarcz wirnikowych osadzonych na wale, 2005, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia.
• 7. Witek L., Crack growth simulation in the compressor blade subjected to vibration using boundary element method. “Key Engineering Materials” 2014, Vol. 598.
• 8. Witek L., Fatigue Investigations of the compressor blades with mechanical defects “Key Engineering Materials” 2014, vol. 598.
• 9. Dokumentacja techniczna programu MSC-Patran 2014.
• 10. Alloy IN-738 Technical data, The International Nickel Company Inc., Nowy Jork, N. Y. 10004
• 11. Dokumentacja techniczna programu MSC-Marc.