Верификация моделей роторов авиационных двигателей по результатам виртуальных статических и модальных испытаний


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предложена методика формирования расчётной модели ротора и методика её верификации по результатам виртуальных статических и модальных испытаний. Апробация методики была произведена на модели ротора низкого давления авиационного двигателя большой степени двухконтурности, построенной в программной системе для расчётов динамики роторов DYNAMICS R4. Уточнённая на основе результатов виртуальных статических испытаний, модель основной силовой линии ротора продемонстрировала хорошее согласование по частотам и формам с результатами конечно-элементной модели, полученными в ходе виртуального модального эксперимента.

Об авторах

К. В. Шапошников

ООО «Альфа-Транзит»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kvshaposhnikov@alfatran.com
ORCID iD: 0000-0001-8464-0969

инженер-исследователь, PhD  инженерно-консультационного центра по роторной динамике турбомашин

Россия

С. А. Дегтярев

ООО «Альфа-Транзит»

Email: degs@alfatran.com

руководитель направления инженерно-консультационного центра по роторной динамике турбомашин

Россия

М. К. Леонтьев

Московский авиационный институт

Email: lemk@alfatran.com

доктор технических наук, профессор кафедры 203 «Конструкция и проектирование двигателей»

Россия

С. В. Анисимов

Московский филиал ООО «Авиакомпания Волга-Днепр»

Email: sanisimov2013@yandex.ru

заместитель руководителя отдела силовых установок

Россия

Список литературы

  1. Grieves M.W. Product lifecycle management: the new paradigm for enterprises // International Journal of Product Development. 2005. V. 2, Iss. 1-2. P. 71-84. doi: 10.1504/IJPD.2005.006669
  2. ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М.: Российский институт стандартизации, 2021. 11 с.
  3. Вибрации в технике. Справочник: в 6 т. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов / под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.
  4. Шапошников К.В., Леонтьев М.К. Верификация численных моделей роторов авиационных двигателей для решения задач роторной динамики // Тезисы 21-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика» (21-25 ноября 2022 г., Москва, Россия). М.: Издательство «Перо», 2022. С. 178-179.
  5. Vance J.M., Murphy B.T., Tripp H.A. Critical speeds of turbomachinery: computer predictions vs. experimental measurements – Part I: The rotor mass—elastic model // Journal of Vibration and Acoustics. 1987. V. 109, Iss. 1. P. 1-7. doi: 10.1115/1.3269389
  6. Vance J.M., Murphy B.T., Tripp H.A. Critical speeds of turbomachinery: computer predictions vs. experimental measurements – Part II: Effect of tilt-pad bearings and foundation dynamics // Journal of Vibration and Acoustics. 1987. V. 109, Iss. 1. P. 8-14. doi: 10.1115/1.3269401
  7. Vance J.M. Rotordynamics of turbomachinery. John Wiley & Sons, 1991. 400 p.
  8. Пирогова Н.С., Тараненко П.А. Расчётно-экспериментальный анализ собственных и критических частот и форм высокооборотного ротора микрогазотурбинной установки // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2015. Т. 15, № 3. C. 37-47.
  9. Shaposhnikov K., Gao C. Problems of rotordynamic modeling for built-up gas turbine rotors with central tie rod shaft // Mechanisms and Machine Science. 2019. V. 62. P. 250-264. doi: 10.1007/978-3-319-99270-9_18
  10. Kim Y.C., Lee A.-S., Lee D.H., Ha J.W., Han S.S. Design of the scale reduced rotors to simulate the full-size large gas turbines and their rotordynamic characteristics // Proceedings of International Gas Turbine Congress, IGTC-2019 (November, 17-22, 2019, Tokyo, Japan)
  11. Kim Y.C., Han S.S., Kim Y.C. Verification of rotordynamic design using 1/5 scaled model rotor of 270 MW-class gas turbine center-tied rotor // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2021. V. 22. P. 271-285. doi: 10.1007/s12541-020-00405-w
  12. Liu J., Fei Q., Wu S., Tang Z., Liao S., Zhang D. An efficient dynamic modeling technique for a central tie rod rotor // International Journal of Aerospace Engineering. 2021. V. 2021. doi: 10.1155/2021/6618828
  13. ГОСТ Р 57700.10-2018. Численное моделирование физических процессов. Определение напряжённо-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области. М.: Стандартинформ, 2018. 12 с.
  14. Диментберг Ф.М. Изгибные колебания вращающихся валов. М.: Издательство Академии Наук СССР, 1959. 248 с.
  15. Хронин Д.В. Теория и расчёт колебаний в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. 412 с.
  16. Динамика авиационных газотурбинных двигателей / под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.
  17. Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 476 с.
  18. Нихамкин М.А. Вибрационные процессы в газотурбинных двигателях. Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2011. 117 с.
  19. Childs D. Turbomachinery rotordynamics: phenomena, modeling and analysis. New York: John Wiley & Sons, 1993. 476 p.
  20. Lalanne M., Ferraris G. Rotordynamics prediction in engineering. Hoboken: Wiley, 1998. 272 p.
  21. Adams M.L. Rotating machinery vibration: from analysis to troubleshooting. CRC Press, 2010. 476 p.
  22. Vance J., Zeidan F., Murphy B. Machinery vibration and rotordynamics. New York: John Wiley & Sons, 2010. 416 p.
  23. Friswell M.I., Penny J.E., Garvey S.D., Lees A.W. Dynamics of rotating machines. Cambridge: Cambridge university press, 2010. 526 p.
  24. API RP 684. Paragraphs rotodynamic tutorial: Lateral critical speeds, unbalance response, stability, train torsionals and rotor balancing. Washington: American Petroleum Institute, 2005. 320 р.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах