Free vibrations of bladed disc on the shaft

• Autorzy: Kwapisz L. , Sokołowski J. , Rządkowski R.

Warianty tytułu

PL

Drgania swobodne ułopatkowanej tarczy wirnikowej osadzonej na wale

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

It is now increasingly necessary to predict accurately, at the design stage the dynamic behaviour of rotating parts of turbomachines, so that resonant conditions at operating speeds. In this study, the global rotating mode shapes of flexible shrouded bladed disc-shaft assemblies are calculated. The rotating modes are calculated by using a finite element cyclic symmetry approach. Rotational effects, such as centrifugal stiffening are accounted for, and all the possible couplings between the flexible parts are allowed. The gyroscopic effects are neglected. The numerical results were compared with the experimental. The calculation shows the influence of the shaft on the natural frequencies of the shrouded bladed discs.

PL

W celu uniknięcia rezonansu przy różnych prędkościach obrotowych, występuje konieczność pełnego modelowania wirujących części turbozespołów. W niniejszej pracy przedstawiono obliczenia częstotliwości i postaci drgań podatnej ułopatkowanej tarczy osadzonej na fragmencie wału. Analizę numeryczną przeprowadzono przy użyciu cyklicznej symetrii w metodzie elementów skończonych. Uwzględniono usztywnienie konstrukcji pod wpływem siły odśrodkowej oraz wszystkie możliwe sprzężenia pomiędzy elementami układu. Efekty żyroskopowe zostały pominięte. Wyniki obliczeń numerycznych zostały porównane z wynikami eksperymentalnymi. Przedstawione obliczenia pokazują duży wpływ wału na niektóre częstotliwości ułopatkowanej tarczy wirnikowej, co może mieć znaczenie w pracach projektowych.

Słowa kluczowe

PL

drgania swobodne; tarcza wirnikowa; tarcza ułopatkowana; wał; wirowanie; rezonans

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 3
• Strony: 321--331
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Kwapisz L.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Department of Dynamics of Machines, Polish Academy of Sciences, Gdańsk

autor

Sokołowski J.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Department of Dynamics of Machines, Polish Academy of Sciences, Gdańsk

autor

Rządkowski R.

• Institute of Fluid Flow Machinery, Department of Dynamics of Machines, Polish Academy of Sciences, Gdańsk
• Polish Naval Academy, Gdynia

Bibliografia

• 1. H. BERGER,T. S. KULIG, Simulation models for calculating the torsional vibrations of large turbine-generator units after electrical system faults, Simens Forsch. u. Entwickl. - Ber. Bd 10 Nr. 4, Springer-Verlag, 237-245, 1981.
• 2. D. R. CHIVENS, H. D. NELSON, The natural frequency and critical speed of rotating, flexible Shaft-Disk System, Journal of Engineering for Industry, 881-886, 1975.
• 3. J. A. DOPKIN, T. E. SHOUP, Rotor resonant speed reduction caused by flexibility of disks, Transactions of the ASME, 1328-1333, 1974.
• 4. S. DUBIGEON, J. C. MICHON, Modes for deformable periodic cyclic symmetric system driven in uniform rotation by a flexible shaft, Journal of Sound and Vibration, 106(1), 53-70, 1986.
• 5. G. T. FLOWER, S. G. RYAN, Development of set of equations for incorporating disk flexibility effects in rotordynamics analyses, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 115, 227-233, 1996.
• 6. R. GRYBOŚ, Dynamika maszyn wirnikowych, Polish Scientific Publishers (PWN), Warszawa 1994.
• 7. S. C. HUANG, K. B. Ho, Coupled shaft-torsion and blade-bending vibrations of a rotating shaft-disk-blade unit, Transaction of the ASME, 118, 100-106, 1996.
• 8. G. JACQUET-RICHARDET, G. FERRARIS, P. RIEUTORD, Frequencies and modes of rotating flexible bladed dise-shaft assemblies: a global cyclic symmetry approach, Journal of Sound and Vibration, 191(5), 901-915, 1996.
• 9. H. KANAKI, Y. YAMMAMOTO, Experimental verification of blades-disc-rotor coupled torsional vibration for large turbine, Proc. of 12th Biennial ASME Conference on "Mechanical Vibration and Noise", Montreal, Canada, Rotating Machinery Dynamics, DE-Vol.18-1, 17-21, 1989.
• 10. N. KHADER, S. MASOUD, Vibration of mistuned bladed disks supported by flexible continuous shafts, Journal of Sound and Vibration, 149(3), 471-488, 1991.
• 11. N. KHADER, R. G. LOEWY, Shaft flexibility effects on the forced response of a bladed-disk assembly, Journal of Sound and Vibration, 139(3), 469-485, 1990.
• 12. A. OKABE, R. KANEEKO, O. MATSUSHITA, K. NAMURA, T. YOSHIDA, Coupled vibration analysis: torsional vibration of turbine-generator-blade coupled system, Proc. of 12th Biennial ASME Conference on "Mechanical Vibration and Noise", Montreal, Canada, Rotating Machinery Dynamics, DE-Vol.18-1, 135-140,1989.
• 13. R. RZĄDKOWSKI, Dynamics of rotor steam turbine rotor blading, Part Twa, Bladed Discs, Maszyny Przepływowe Tom 22, Ossolineum, Wrocław 1998.