عنوان پایان‌نامه
تحلیل استحکامی و بهبود طراحی پره های کمپرسور با کورد بالا از طریق بررسی پدیده خستگی پرچرخه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3499;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78960;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3499;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78960
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- عارف نظری
- استاد راهنما
- عقیل یوسفی کماء
- چکیده
- در این پژوهش مساله تعریف شده به منظور شناسایی مشخصات دینامیکی ارتعاشی از طریق تجربی و شبیه‌سازی و ارائه راه‌کار در مورد ارتعاشات یک دیسک پره‌دار می‌باشد. دیسک پره‌دار مورد مطالعه مربوط به ردیف اول کمپرسور یک توربین گاز می‌باشد که در صنایع هوایی کاربرد دارد. تعریف مساله بر روی این مورد از آن‌جا برآمد که در حین تست‌های اولیه ردیف اول کمپرسور دچار واماندگی شده و پس از دمونتاژ کردن قطعات مشاهده گردید پره‌های این ردیف دچار تغییر شکل‌های پلاستیک و حتی در برخی از آن‌ها، قسمت‌هایی جدا شده است. هدف کلی در این پژوهش شناسایی دینامیکی و ارتعاشاتی سیستم می‌باشد. با استفاده از آزمایش‌های تجربی، مدل شبیه‌سازی شده در نرم‌افزار ANSYS صحه‌گذاری شده و آنالیزهای عملکردی با این نرم‌افزار صورت پذیرفته است. در پایان پس از یافتن ریشه مشکل، راه‌کار ارائه می‌شود و قطعه جدید، با طراحی نو ساخته شده و تمامی مراحل شامل تست و شبیه‌سازی مجددا اجرا گردیده است. در فصل اول این گزارش مقدمه‌ای بر نحوه اجرای پروژه و فعالیت‌های صورت گرفته توسط اشخاص و دانشمندان مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. با توجه به این نکته که کاربری اصلی این تجهیزات نظامی می‌باشد و بیشتر تحقیقات انجام شده در حوزه فعالیت‌های نظامی بوده لذا اطلاعات منتشر شده محدود و بعضا بدون نمایش قطعه مورد مطالعه صورت گرفته است که بر دشواری‌های این تحقیق افزوده است. فصل دوم مختص به شرح مبانی آنالیز مودال و تست‌های تجربی انجام شده در این پروژه می‌باشد و در کنار آن شبیه‌سازی تجهیزات دوار در نرم‌افزار ANSYS و نحوه کار با محیطCyclic Symmetry توضیح داده شده است. فصل سوم در ارتباط با تست‌های تجربی مودال و شبیه‌سازی‌های انجام شده بر روی قطعه مورد مطالعه می‌باشد. کلیه فعالیت‌های صورت گرفته در این پژوهش بر روی دو قطعه می‌باشد. قطعه شماره 1 که قطعه وامانده و طرح اولیه می‌باشد و قطعه شماره 2، قطعه اصلاح شده است. در پایان فصل سوم مقایسه‌ای فی‌مابین نتایج تجربی و شبیه‌سازی قطعه اول انجام گرفته است و نتایج و تصمیم‌گیری‌ها آورده شده است. هم‌چنین در این فصل قطرهای گر‌ه‌ای مستخرج از تست تجربی و شبیه‌سازی به طور کامل مورد بحث قرار گرفته است. فصل چهارم مشابه فصل سوم است با این تفاوت که نمونه مورد مطالعه قطعه شماره 2، یعنی نمونه بهبود یافته می‌باشد. فصل پایانی، فصل پنجم، نتایج فعالیت‌های انجام شده و نتایج به دست آمده از قطعه شماره 1 و 2 مورد مقایسه قرار گرفته و نتایج آن آورده شده است و در پایان پیشنهاداتی در خصوص بهبود روند طراحی این‌گونه سازه‌ها به همراه پیشنهادات به منظور ادامه فعالیت‌های آکادمیک ارائه شده است.
- Abstract
- Rotor dynamics is known as the study of vibrational behavior in axially symmetric linear rotating structures. Devices such as engines, turbines, compressors and generators are located in this category. Study of vibrational behavior of these structures in different rotational velocities yields to recognition of critical points and preventing failures, especially high cycle fatigue. The case study of the present paper is a bladed disk used in the first stage of compressor of a gas turbine engine. The material of machined integrated bladed disk is aluminum alloy. The simulations have been done by ANSYS finite element software. By using the cyclic symmetry module of ANSYS the nodal diameter mode shapes of structure have been obtained. In the next step, experimental modal analysis test has been done by measuring 58 points on the bladed disk and the nodal diameters have been obtained experimentally. Finally, experimental and simulation results have been compared to each other. The novelty of this paper is the experimental procedure of obtaining nodal diameter of a bladed disk, which is so useful in verification of numerical simulation.
