Kmitání rotorových systémů s olopatkovanými disky

Abstract

Tato práce spočívá v modelování turbosoustrojí. Hlavním cílem je sestavit matematický model turbosoustrojí, určit a analyzovat vlastní frekvence a vlastní tvary kmitů turbíny v rotujícím poli odstředivých sil a vyšetřit její stabilitu. Model se skládá ze dvou základních částí. Lopatkových věnců a hřídele (včetně uložení). První část spočívá v modelování hřídele, který je rozdělen na konečné prvky. K vybraným uzlům hřídele se připojí jeden nebo více lopatkových věnců. Tím se vytvoří jeden celek, na němž lze vyšetřovat vlastní frekvence, tvary kmitu a stabilitu. Práce navazuje na bakalářskou práci, v níž byla modelována jedna lopatka, která byla prizmatická. V~modelu prizmatické lopatky byla zohledněna deplanace a tzv. membránové síly. V pohybových rovnicích lopatky se objevují průřezové parametry. Zatímco u prizmatické lopatky jsou průřezové parametry ve všech průřezech stejné, u lopatky s proměnným průřezem se spojitě mění. Vstup pro modelování lopatky je geometrie vybraných průřezů lopatky. V těchto průřezech je třeba vypočítat průřezové parametry a následně je aproximovat na prostoru mezi průřezy. Tím získáme upravený model pro neprizmatickou lopatku. Dalším krokem je kopírování modelu lopatky v rotačním smyslu za účelem vytvoření lopatkového věnce a připojení lopatek ke hřídeli. V práci bude dále srovnána turbína s lopatkovými věnci a turbína, na níž jsou lopatkové věnce nahrazeny tuhými kotouči s odpovídajícími hmotnostmi a momenty setrvačnosti. Dále budou srovnávány modely hřídele odvozené v rotujícím a stacionárním souřadnicovém systému.