Kmitání lopatek a olopatkování disků s třecími členy

Abstract

Tato práce je zaměřena na modelování kmitání turbínových lopatek. Na základě poskytnutých parametrů experimentálního zařízení testovaného v Ústavu termomechaniky Akademie věd České republiky je navržen výpočtový model dvojice lopatek vetknutých do tuhého rotujícího disku, mezi jejichž nástavce je vložen třecí člen. Každá z lopatek je diskretizována metodou konečných prvků. Uvažovány jsou ohybové kmity lopatky v rovině definované podélnou osou lopatky a osou rotace kombinované s torzními kmity okolo podélné osy. Následně byl sestaven model dvojice rotujících lopatek se třecím členem a za předpokladu pulsního buzení nerotujícím elektromagnetem zkoumány vlivy vybraného parametru třecí charakteristiky a přítomnosti třecího členu na ohybové kmitání lopatek. Tento model je dále linearizován metodou ekvivalentní linearizace a využit k optimalizacím vybraných parametrů třecího členu a součinitele smykového tření v kontaktních plochách z hlediska potlačení ohybového kmitání lopatek a potlačení dynamické napjatosti v ohybu. V závěru práce je stručně odvozen matematický model kompletního olopatkování rotujícího disku, které se skládá z 60 lopatek, mezi jejichž nástavce jsou vloženy třecí členy, a provedeno řešení harmonicky buzených kmitů lopatek.