ارائه روشی تحلیلی برای بررسی ارتعاشات عرضی پره توربین تحت اثر دوران پایه به همراه شبیه سازی عددی

در این نوشته تحلیل ارتعاشات عرضی یک پره توربین که به صورت تیرتیموشنکو مدل شده است ، بیان می گردد. شرایط مرزی به صورت End mass – End Free در نظر گرفته شده است. در توربینها شکست پرهها در نتیجه ترکیب بارهای عرضی ناشی از جریانات سیال سرعت بالا و بارهای محوری ناشی از نیروی گریز از مرکز اعمال شده روی آنها ایجاد میگردد. بلیدهای توربین میتوانند به صورت یک تیر مدل سازی شوند که به دلیل چرخش تحت تاثیر یک نیروی گریز از مرکز قرار دارند و ورود سیال با سرعت بالا بین پره ها نیز میتواند به صورت یک نیروی گسترده بر روی آنها اعمال گردد. مدل تیر تیموشنکو برای یک بلید با توجه به ساختار فیزیکی و هندسی آن در مقایسه با مدلهای ریلی یا اویلر- برنولی منجر به دقت بیشتری در نتایج میشود. زیرا در این تئوری اثرات اینرسی دورانی و تغییر شکل برشی نادیده گرفته نمیشود. در این تحلیل با فرض سرعت دورانی ثابت روتور، نیروی گریز از مرکز وارد شده به صورت تابعی از تغییر مکان در راستای طول بلید بیان گردیده است و ورود سیال بین پرهها نیز به صورت یک نیروی گسترده یکنواخت ناشی از فشار دینامیکی عبور سیال مدل شده است. معادلات حرکت به صورت کلی استخراج گردیده و از مقادیر عددی مربوط به موتورJ85-13-5B در معادلات استفاده شده است. اساس کار شامل استخراج معادلات دیفرانسیل پارهای حرکت پره و سادهسازی این معادلات می باشد. در ابتدا حل این معادلات در حالت ارتعاش آزاد انجام گرفته است و در قسمت انتهایی نیز حل عددی پره توربین در حالت ارتعاش اجباری بیان گردیده است