Use of refined finite element models for solving the contact thermoalasticity problem of gas turbine rotors

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKairov, Aleksey
dc.contributor.authorMorgun, Sergey
dc.contributor.authorКаіров, О. С.
dc.contributor.authorМоргун, С. О.
dc.date.accessioned2021-11-10T12:27:05Z
dc.date.available2021-11-10T12:27:05Z
dc.date.issued2018
dc.descriptionKairov, A. Use of refined finite element models for solving the contact thermoalasticity problem of gas turbine rotors = Використання уточнених скінченноелементних моделей для розв’язання задачі термопружності роторів турбомашин / A. Kairov, S. Morgun // Journ. of Mechanical Engineering. – 2018. – Vol. 21, № 3. – P. 53–58.uk_UA
dc.description.abstractРозроблена уточнена математична модель роторів газотурбінних двигунів з використанням тривимірних скінченних елементів криволінійної форми. Всі розрахунки виконані для роторів, що дуже поширені в енергетичному машино- та суднобудуванні. Деталі такого типу мають конструктивну неоднорідність, яку навряд чи можна було б правильно пояснити, використовуючи добре відомі скінченні елементи та їхні функції форми. З іншого боку, математична модель повинна бути максимально простою з метою її широкого використання в процесі проектування ротора. Тому була розроблена нова уточнена скінченноелементна математична модель, що складається з тривимірних криволінійних скінченних елементів типу гексаедр. Вона використовувалась для розрахунку поля переміщень, викликаного комплексним впливом теплового потоку, і контактного навантаження в місцях з'єднання елементів ротора. Такий підхід дає можливість описати весь ротор як суперпозицію розроблених криволінійних моделей скінченних елементів і зробити процес розрахунку більш правильним і компактним. Для вирішення поставленого завдання була складена система матричних рівнянь. Вона грунтується на використанні залежностей енергетичного балансу під час механічної контактної взаємодії елементів ротора, а також теплового балансу у разі впливу нестаціонарного теплового потоку. Під час створення чисельного алгоритму розв’язання поставленої задачі використовувалося пряме розкладання Холецького. Для додання розв’язку більшої компактності застосовувалася схема Шермана. Всі розрахунки полів переміщень і температур проведені для двох широко поширених типів з'єднань, які використовуються для створення таких роторів, а саме: з'єднань з зазором та натягом.uk_UA
dc.description.abstract1A refined mathematical model of gas turbine engine rotors using three-dimensional finite elements of a curvilinear form is developed. All the calculations were performed for rotors, which are widely used in power machine building and shipbuilding. The fact is that such components have a constructive heterogeneity that can hardly be correctly explained using well-known finite elements and their shape functions. On the other hand, the mathematical model should be as simple as possible with a view to its wide use in the process of designing a rotor. Therefore, a new refined finite-element mathematical model was developed, consisting of threedimensional curvilinear hexahedral finite elements. It was used to calculate the displacement field caused by the complex action of the heat flux and contact load at the junction of rotor elements. This approach makes it possible to describe the entire rotor as a superposition of the developed curvilinear finite element models and make the calculation process more correct and compact. To solve this problem, a system of matrix equations was compiled. It is based on the use of energy balance dependences in the mechanical contact interaction of rotor elements, as well as the heat balance under the influence of non-stationary heat flow. When creating a numerical algorithm for solving the problem, the direct decomposition of Cholesky was used. To make the solution more compact, the Sherman scheme was used. All the calculations of displacement and temperature fields were carried out for two widely used types of joints, which are used to create such rotors, namely: joints with clearance and interference.uk_UA
dc.identifier.issn0131-2928 (Print)
dc.identifier.issn2411-0779 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/4558
dc.language.isoenuk_UA
dc.relation.ispartofseries539.3uk_UA
dc.subjectthree-dimensional finite elementsuk_UA
dc.subjectgas turbine rotorsuk_UA
dc.subjectdisplacement and temperature fieldsuk_UA
dc.subjectcontact thermoelasticity problemuk_UA
dc.subjectclearanceuk_UA
dc.subjectinterferenceuk_UA
dc.subjectтривимірні скінченні елементиuk_UA
dc.subjectротори газових турбінuk_UA
dc.subjectполя переміщень і температурuk_UA
dc.subjectзадача контактної термопружностіuk_UA
dc.subjectзазорuk_UA
dc.subjectнатягuk_UA
dc.titleUse of refined finite element models for solving the contact thermoalasticity problem of gas turbine rotorsuk_UA
dc.title1Використання уточнених скінченноелементних моделей для розв’язання задачі термопружності роторів турбомашинuk_UA
dc.title22018
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kairov 4.pdf
Розмір:
629.57 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (ЕМ)
Статті (ІМтаТМ)