Investigaciones Experimentales y Numéricas sobre la Respuesta Dinámica de Palas con Amortiguadores de Fricción Duales
Autores: Man, Jixin; Xue, Beirao; Bian, Xiangde; Yan, Wengao; Qiao, Da; Zeng, Wu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigaciones Experimentales y Numéricas sobre la Respuesta Dinámica de Palas con Amortiguadores de Fricción Duales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Amortiguadores de fricción
Resonancia de las palas
Amplitud de vibración
Simulación numérica
Pruebas experimentales
Amortiguadores de fricción duales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los amortiguadores de fricción se utilizan ampliamente para reducir la amplitud de vibración por resonancia de las palas en turbomaquinaria. En este artículo, se realizó un estudio sobre la respuesta forzada de dos palas con amortiguadores de fricción duales. Se llevaron a cabo simulaciones numéricas y pruebas experimentales. En primer lugar, se modela la dinámica del sistema de ensamblaje de la pala y el amortiguador de fricción dual. Se desarrolló un código no lineal basado en el método de balance multi-armónico para calcular la respuesta de resonancia. En este análisis, tanto la pala como el amortiguador se modelan con el método de elementos finitos y las matrices se reducen con el método de síntesis de modos de componentes, mientras que las fuerzas de contacto se modelan con un elemento de matriz de carga normal variable unidimensional. En segundo lugar, se estableció un banco de pruebas compuesto por dos palas y amortiguadores de fricción duales, cuyo material era acero, para medir las curvas de la función de respuesta de frecuencia no lineal del sistema de palas. Los resultados indican que cuando se aplica un amortiguador de fricción dual, se demuestran características superiores de reducción de vibraciones, con el sistema mostrando una reducción promedio del 21% en los niveles de amplitud de respuesta y un aumento del 3% en el rango de desplazamiento de frecuencia en comparación con un amortiguador único. Los amortiguadores posicionados en lugares relativamente más altos contribuyen significativamente al proceso de reducción de vibraciones. Al final, las predicciones numéricas coinciden muy bien con las experimentales.
Descripción
Los amortiguadores de fricción se utilizan ampliamente para reducir la amplitud de vibración por resonancia de las palas en turbomaquinaria. En este artículo, se realizó un estudio sobre la respuesta forzada de dos palas con amortiguadores de fricción duales. Se llevaron a cabo simulaciones numéricas y pruebas experimentales. En primer lugar, se modela la dinámica del sistema de ensamblaje de la pala y el amortiguador de fricción dual. Se desarrolló un código no lineal basado en el método de balance multi-armónico para calcular la respuesta de resonancia. En este análisis, tanto la pala como el amortiguador se modelan con el método de elementos finitos y las matrices se reducen con el método de síntesis de modos de componentes, mientras que las fuerzas de contacto se modelan con un elemento de matriz de carga normal variable unidimensional. En segundo lugar, se estableció un banco de pruebas compuesto por dos palas y amortiguadores de fricción duales, cuyo material era acero, para medir las curvas de la función de respuesta de frecuencia no lineal del sistema de palas. Los resultados indican que cuando se aplica un amortiguador de fricción dual, se demuestran características superiores de reducción de vibraciones, con el sistema mostrando una reducción promedio del 21% en los niveles de amplitud de respuesta y un aumento del 3% en el rango de desplazamiento de frecuencia en comparación con un amortiguador único. Los amortiguadores posicionados en lugares relativamente más altos contribuyen significativamente al proceso de reducción de vibraciones. Al final, las predicciones numéricas coinciden muy bien con las experimentales.