Multistage coupling - free vibration of mistuned bladed discs

• Autorzy: Rządkowski R. , Maurin A.

Warianty tytułu

PL

Międzystopniowe sprzężenie - drgania swobodne rozstrojonych ułopatkowanych tarcz

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Considered here was the effect of multistage coupling on the dynamics of an aircraft rotor consisting of eight mistuned bladed discs on a drum-disc shaft. Each bladed disc had a different number of rotor blades. Free vibrations were examined using finite element representations of rotating single blades, bladed discs, and the entire rotor. In this study the global rotating mode shapes of eight flexible mistuned bladed discs on shaft assemblies were calculated, taking into account rotational effects such as centrifugal stiffening. The thus obtained natural frequencies of the blade, shaft, bladed disc and entire shaft with discs were carefully examined to discover resonance conditions and coupling effects. This study found that mistuned system has far more intensive multistage coupling than tuned one.

PL

Artykuł stanowi wprowadzenie do analizy dynamiki wirnika silnika odrzutowego zawierającego osiem rozstrojonych, ułopatkowanych tarcz. Każda ułopatkowana tarcza posiadała różną, rzeczywistą liczbę łopatek. W celu wyjaśnienia wpływu wprowadzonego na poszczególnych stopniach turbiny rozstrojenia na powstawanie rezonansów w badanym układzie, obliczono drgania własne wirujących pojedynczych łopatek, ułopatkowanych tarcz oraz całego wirnika wykorzystując metodę elementów skończonych. Zbadane zostały postacie drgań własnych poszczególnych elementów jak i całego modelu biorąc pod uwagę wpływ prędkości obrotowej taki jak usztywnienie pod działaniem siły odśrodkowej. Otrzymane wartości częstotliwości drgań własnych poszczególnych łopatek, ułopatkowanych tarcz, wału oraz całego układu zostały uważnie przebadane pod kątem wykrycia warunków rezonansowych oraz dodatkowych sprzężeń. Stwierdzono, iż rozstrojenie w układzie powoduje zdecydowanie intensywniejsze występowanie sprzężeń w porównaniu z układami nastrojonymi.

Słowa kluczowe

EN

multistage coupling; mistuning; bladed disc

PL

sprzężenie drgań; rozstrojenie; tarcza ułopatkowana

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 98
• Strony: 565--573
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Rządkowski R.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Science

autor

Maurin A.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Science

Bibliografia

• 1. Bladh R., Castanier M., C. Pierre C.: Effects of Multistage Coupling and Disc Flexibility on Mistuned Bladed Disk Dynamics, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 125, 2003, 121-130.
• 2. Shahab A.A.S., Thomas J.: Coupling effects of disc flexibility on the dynamics behaviour of multi discshaft system, Journal of Sound and Vibration 114(3), 1987, 435-452.
• 3. Rzadkowski R., Kwapisz L., Sokołowski J., Karpiuk R., Ostowski P., Radulski W.: Natural Frequencies and Mode Shapes of Rotating Three Shrouded Blades Discs Placed on the Part of the Shaft, Proceedings of the Second International Symposium On Stability Control of Rotating Machinery (ISCORMA-2), Gdańsk, 4-8 August 2003, 381-392.
• 4. Sharma B.K., Devadig H.V., Singh A.K.: Modal Time History Analysis of a Steam Turbine Rotor to an Earthquake Excitation - A 3D Approach, Advances in Vibration Engineering. The Scientific Journal of the Vibration Institute of India, Vol. 4, No. 4, 2005, 351-359.
• 5. Sinha A.: Reduced-Order Model of Mistuned Multi-Stage Bladed Rotor, Proc. of ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea and Air, May 14-17, Montreal, Canada.
• 6. Laxalde D., Lombard J-P., Thouverez F.: Dynamics of multi-stage bladed disks systems, Proc. Of ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea and Air, May 14-1, Montreal, Canada.
• 7. Rzadkowski R., Drewczynski M.: Forced Vibration of Several Bladed Discs on the Shaft Proc. Of ASME Turbo Expo 2006: Power for Land, Sea and Air, May 8-11, Barcelona, Spain.
• 8. Rzadkowski R., Drewczynski M.: Coupling of Vibration of Several Bladed Discs on the Shaft, Advances in Vibration Engineering, The Scientific Journal of the Vibration Institute of India, Vol. 8, No. 2, 2009, 125-139.
• 9. Rzadkowski R., Drewczynski M.: Multistage Coupling of Eight Bladed Discs on a Solid Shaft, Proc. Of ASME Turbo Expo 2010: Power for Land, Sea and Air, June 14- 18, Glasgow, UK.
• 10. Rzadkowski R., Maurin A.: Multistage Coupling of Eight Mistuned Bladed Disk on a Solid Shaft, Part 1. Free Vibration Analysis, ASME paper GT-2012-68391, 2012.