Проведение экспериментальных исследований колебаний оболочки

Д. С. Лёжин, О. В. Нагурная, Е. В. Никулин, Д. Верньяно

Аннотация


В статье приведены результаты модального анализа вала высокого давления турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) НК-8 в пакете ANSYS. В подтверждение расчётов представлены результаты экспериментальных исследований низших частот и форм колебаний оболочки с использованием фотограмметрического комплекса ARAMIS HS. Особое внимание уделено особенностям проведения эксперимента. В частности, отработаны условия установки – закрепления оболочки при проведении исследований для создания свободного состояния вала, опробованы различные способы возбуждения исследуемого объекта, что даёт возможность корректного проведения эксперимента по определению собственных частот. Проведены сравнительные эксперименты при различных значениях кроп-фактора, на основании чего проведён анализ информативности полученных изображений. Отработаны технологии освещения объекта для обеспечения удовлетворительной экспозиции (достаточной для распознавания образа) при малых значениях выдержки. Опробованы методы съёмки исследуемого объекта при сложных алгоритмах триггирования кадров, что даёт возможность проведения экспериментальных исследований гармонических процессов при частотах, превышающих предельные частоты регистрирующей аппаратуры. По результатам отработки указанных факторов составлена методика и проведён эксперимент. В результате получены две низшие собственные частоты, согласующиеся с результатами расчётов, что свидетельствует о правильном моделировании вала в пакете ANSYS и корректно заданных граничных условиях. Получены формы колебаний на частотах 211 Гц и 362 Гц. Формы соответствуют результатам расчётов. Работа выполнена в рамках исследования вала высокого давления ТРДД НК-8 в части корректного моделирования граничных условий – жёсткости и демпфирования фланцевого соединения вала с дисками турбины и компрессора и влияния этих граничных условий на собственные частоты и формы колебаний.


Ключ. слова


Измерение; сила; перемещение; эксперимент

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Лёжин Д.С., Паровай Ф.В., Собуль А.В. Применение бесконтактного измерительного комплекса «ARAMIS» в экспериментальных задачах // Вестник СГАУ. 2011. № 3(27), ч. 4. С. 244-253.

2. Уланов А.М., Лежин Д.С., Швецов А.В. Экспериментальное исследование колебаний трубопровода ГТД с опорой из МР для отработки методики расчёта в среде ANSYS // Вестник СГАУ. 2012. № 3(34), ч. 3. С. 245-250.

3. Schmidt T., Tyson J., Galanulis К. Full-Field Dynamic Displacement and Strain Measurement Using Advanced 3D Image Correlation Photogrammetry: Part I // Experimental Techniques. 2003. V. 27, no. 3. P. 47-50.

4. Schmidt T., Tyson J., Galanulis К. Full-Field Dynamic Displacement and Strain Measurement Using Advanced 3D Image Correlation Photogrammetry: Part II // Experimental Techniques. 2003. V. 27, no. 4. P. 22-26.

5. Schmidt T., Tyson J., Galanulis K., Revilock D., Melis M. Full-field dynamic deformation and strain measurements using high-speed digital cameras // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2005. V. 5580. P. 174-185.

6. Eriksen R., Berggreen C., Boyd S.W., Dulieu-Barton J.M. Towards high velocity deformation characterisation of metals and composites using Digital Image Correlation // EPJ Web of Conferences. 2010. V. 6. Article number 31013.

7. Yu J.H., Dehmer P.G. Dynamic Impact Deformation Analysis Using High-speed Cameras and ARAMIS Photogrammetry Software. Aberdeen Proving Ground, MD: Army Research Laboratory; 2010.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2014-0-5-4(47)-175-183

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533