Динамика роторов с трещиной в валах

Авторы

Дегтярев С. А.^1*, Кутаков М. Н.^2**, Леонтьев М. К.^2***

1. Научно-технический центр по роторной динамике «Альфа-Транзит», ул. Ленинградская, 1, Химки, Московская обл., 141400, Россия
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: degs@alfatran.com
**e-mail: maxim.kutakov@alfatran.com
***e-mail: lemk@alfatran.com

Аннотация

Авторами предлагается методика и алгоритм, в которых трещина моделируется переменным коэффициентом моментной податливости, определяемым для локального участка вала с трещиной. Использование разработанной модели трещины в алгоритмах анализа динамических характеристик роторов авиационных газотурбинных двигателей с трещинами существенно снижает необходимое время для их моделирования и анализа. Анализ показывает, что трещина в вале исследуемого ротора вызывает параметрические резонансы, на режимах , являющиеся следствием роторных гармоник с частотами 1х, 2х, 3х, 4х и т.д. В реальных экспериментах представляется возможным выделить две или три роторные гармоники. Наличие субгармонических резонансов, кратных гармоник и изменение орбиты движения сечений вала могут служить признаками появления трещины.

Ключевые слова

роторная динамика, трещина, нелинейная модель, Dynamics R4

Библиографический список

1. Bachschmid N., Pennacchi P., Tanzi E. Cracked rotors. Springer, 2010. 399 p.
2. J.E.T. Penny and M.I. Friswell. Simplified modelling of rotor cracks. Proceedings of ISMA 2002. Vol. 2. pp. 607-616.
3. J. Gomez-Mancilla, J.M. Machorro-Lopez and V.R. Nosov. Crack breathing mechanisms in rotor — bearing systems, its influence on system response and crack detection. ISCORMA — 3, Cleveland, Ohio, 19-23 September 2005. 10p.
4. O.S. Jun, H.J. Eun, Y.Y. Earmme, C.W. Lee. Modeling and vibration analysis of a simple rotor with a breathing crack. Journal of Sound and Vibration 155 (1992) pp. 273–290.
5. A.K. Darpe, K. Gupta, A. Chawla. Coupled bending, longitudinal and torsional vibrations of a cracked rotor. Journal of Sound and Vibration 269 (2004) pp. 33–60.
6. J.-J. Sinou and A.W. Lees. A non-linear study of a cracked rotor. European Journal of Mechanics — A/Solids. Vol. 26, Issue 1, January-February 2007, pp. 152-170.
7. A. C. Chasalevris. Vibration analysis of nonlinear-dynamic rotor-bearing systems and defect detection. Ph.D. Dissertation. University of Patras Press, 2009. 299p.
8. K.Kamiya, T.Yoshinaga. Nonlinear steady-state vibration analysis of a beam with breathing cracks (finite element analysis based on the mixed variation principle). Jornal of System Desing and Dynamics. Vol. 2, No.3, 2008 pp. 750-761.
9. Инженерно-консультационный центр по роторной динамике турбомашин различного назначения «Альфа — Транзит»: 2002-2014, URL: http://www.rotordynamics.ru/. (Дата обращения: 7.08.2014).
10. A. D. Dimarogonas and C. A. Papadopoulos. Vibration of cracked shafts in bending. Journal of Sound and Vibration 91(4) (1983), pp. 583-593.

Скачать статью