Theoretical and experimental determination of the boundary conditions influence on gas turbine blade vibration charaсteristics

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorTkach Mykhaylo
dc.contributor.authorKulishov Sergey
dc.contributor.authorPolischyk Vitalii
dc.contributor.authorHalynkin Yurii
dc.contributor.authorProskurin Arkadіі
dc.contributor.authorKluchnyk Vladimir
dc.contributor.authorТкач, М. Р.
dc.contributor.authorКулішов С. Б.
dc.contributor.authorПоліщук В. А.
dc.contributor.authorПоліщук В. А.
dc.contributor.authorГалинкін Ю. М.
dc.contributor.authorПроскурін, А. Ю.
dc.contributor.authorКлючник В. С.
dc.date.accessioned2023-09-29T07:31:26Z
dc.date.available2023-09-29T07:31:26Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionTheoretical and experimental determination of the boundary conditions influence on gas turbine blade vibration charaсteristics = Теоретичне та експериментальне визначення впливу граничних умов на вібраційні характеристики робочої лопатки газової турбіни / M. Tkach, S. Kulishov, V. Polischyk, Y. Halynkin, A. Proskurin, V. Kluchnyk // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2022. – № 4, спец. вип. 2 (182). – С. 50–61.
dc.description.abstractДано опис стенду на основі цифрового спекл-інтерферометра з дифузною опорною хвилею та розділеними гілками, що дозволяє визначати власні частоти та форми коливань об'єктів у реальному часі. У діапазоні частот 100...4000 Гц проведено експериментальне дослідження вібраційних характеристик робочої лопатки турбіни газотурбінного двигуна, при жорсткому закріпленні замкової частини лопатки, яке досягалося шляхом закріплення лопатки в замку і наступної фіксації його в затискному пристрої. Як об'єкт дослідження розглянуто робочу лопатку турбіни газотурбінного двигуна з висотою по вихідній кромці 288 мм і хордою в середньому перерізі 88,5 мм. Створено твердотільну геометричну модель робочої лопатки на основі фасетного тіла, отриманого 3D скануванням. Що стосується діапазону частот 100…4000 Гц, з допомогою програмного комплексу ANSYS Workbench, проведено серію розрахунків резонансних частот лопатки методом кінцевих елементів. Властивості матеріалу визначені шляхом досягнення мінімального середньоквадратичного відхилення розрахункових значень резонансних частот коливань лопатки від експериментальних даних за вільних граничних умов. Отримано ряд форм коливань, проведено зіставлення даних, отриманих експериментальним і розрахунковим шляхом. Аналіз спектру частот власних коливань лопатки показав, що середньоквадратичне значення відхилень між отриманими результатами, становить 5,5 % для тих самих мод. Для верифікації програмного розрахунку проведено перерахунок значень резонансних частот, використовуючи тривимірну модель лопатки, закріплену в замку. З метою визначення впливу граничних умов закріплення лопатки газової турбіни на її вібраційні характеристики проведена серія розрахунків резонансних частот та форм коливань моделі лопатки з відсіканням частини лопатки по різній висоті. Показано, що при розрахунку вібраційних характеристик лопатки з урахуванням затискного пристрою, відхилення збільшується і становить 6,3 %. Показано, що відсічення замкової частини лопатки до плоскості "ножці" при моделюванні граничних умов закріплення, дозволяє полегшити процес розрахунку, шляхом спрощення геометричної форми трьохмірної моделі дослідженої лопатки, при мінімальній похибці розрахунку (~ 1,5%).
dc.description.abstract1A description of the stand based on a digital speckle interferometer with a diffuse reference wave and separat-ed branches is given, which allows determining the natural frequencies and vibration modes of objects in real time. In the frequency range 100...4000 Hz, an experimental study of the vibration characteristics of a turbine rotor blade of a gas turbine engine was carried out, with rigid fastening of the blade fir tree part, which was achieved by fixing the blade in the lock and then fixing it in the clamping device. In the frequency range from 100 to 4000 Hz, 9 blade vibration modes were identified. The object of the study is the turbine rotor blade of a gas turbine engine with a height along the trailing edge of 288 mm and a chord in the middle section of 88.5 mm. A solid-state geometric model of a rotor blade based on a faceted body obtained from 3D scanning has been created. Concerning the frequency range 100...4000 Hz, using the ANSYS Workbench software package, a series of calculations of the resonant frequencies of the blade by the finite element method was carried out. Many vibration modes have been obtained, and the data obtained from experiments and calculations have been compared. The analysis of the spectrum of the natural vibration frequencies of the blade showed that the root-mean-square value of the deviations between the results obtained is 5.5% for the same modes. To verify the software calculation, the values of the resonance frequencies were recalculated using a three-dimensional model of the blade fixed in the lock. To determine the influence of the boundary conditions for fixing a gas tur-bine blade on its vibration characteristics, a series of calculations of the resonance frequencies and vibration modes of the blade model with cutting off a part of the blade at different heights was carried out. It is shown that cutting off the fir tree part of the blade root when modeling the boundary conditions of fixing makes it pos-sible to simplify the calculation process by simplifying the geometry of the three-dimensional model of the blade under study, with a minimum loss of calculation accuracy.
dc.description.provenanceSubmitted by Диндеренко Катерина (kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2023-09-29T07:29:47Z workflow start=Step: reviewstep - action:claimaction No. of bitstreams: 1 Tkach.pdf: 968862 bytes, checksum: 74f06c1fcbb8e516876c1ad60fcab39d (MD5)en
dc.description.provenanceStep: reviewstep - action:reviewaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2023-09-29T07:30:28Z (GMT)en
dc.description.provenanceStep: editstep - action:editaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2023-09-29T07:30:58Z (GMT)en
dc.description.provenanceStep: finaleditstep - action:finaleditaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2023-09-29T07:31:26Z (GMT)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2023-09-29T07:31:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tkach.pdf: 968862 bytes, checksum: 74f06c1fcbb8e516876c1ad60fcab39d (MD5) Previous issue date: 2022en
dc.identifier.govdocdoi: 10.32620/aktt.2022.4sup2.08
dc.identifier.issn1727-7337 (Print)
dc.identifier.issn2663-2217 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/7064
dc.language.isoen
dc.relation.ispartofseriesУДК; 621.452.3-226.026.8
dc.titleTheoretical and experimental determination of the boundary conditions influence on gas turbine blade vibration charaсteristics
dc.title.alternativeТеоретичне та експериментальне визначення впливу граничних умов на вібраційні характеристики робочої лопатки газової турбіни
dc.typeArticle

Файли

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

Зібрання

Статті (ДВЗ,УтаТЕ)