Dinámica No Lineal y Resonancia de Combinación de una Paleta de Turbina Flexible con Contacto y Fricción de Cubiertas
Autores: Li, Hua; Yuan, Gaofei; Yu, Zifeng; Wang, Yuefang; Marmysh, Dzianis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Dinámica No Lineal y Resonancia de Combinación de una Paleta de Turbina Flexible con Contacto y Fricción de Cubiertas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fuerzas de fricción
Palas cubiertas
Resonancia combinada
Interfaz de contacto
Flexibilidad estructural
Análisis paramétricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las palas flexibles con revestimiento se adoptan comúnmente en las últimas etapas de las turbinas de vapor, donde se puede inducir un comportamiento dinámico complicado por la fuerza de fricción seca generada en las interfaces de contacto entre los revestimientos adyacentes y la no linealidad geométrica debido a la flexibilidad estructural de las palas. En este artículo, se investiga la resonancia combinada causada por las fuerzas de contacto y fricción generadas en las interfaces de los revestimientos, que es una concurrencia de resonancia interna 1:3 que involucra los primeros y segundos modos en la dirección de aleta y la resonancia primaria del primer modo de aleta. La rigidez y el amortiguamiento en la interfaz de contacto se obtienen al linealizar las fuerzas de contacto y fricción entre los revestimientos mediante el método de balance armónico. La pala vibrante se modela como una viga con una masa concentrada, cuyas respuestas bajo la resonancia combinada se resuelven a través del método de múltiples escalas. Se ilustran las sensibilidades de la respuesta con respecto al ángulo de los revestimientos, la rigidez de contacto y la velocidad de rotación, y se demuestran las influencias de estos parámetros sobre la periodicidad y las amplitudes de las respuestas estables. Se señalan las regiones paramétricas donde ocurre la resonancia combinada. Finalmente, se presentan análisis paramétricos para mostrar cómo la relación amplitud-frecuencia de las soluciones de múltiples escalas bajo la resonancia combinada varía con el desajuste y los parámetros de diseño. La presente investigación proporciona una base de diseño para mejorar el rendimiento dinámico de las palas flexibles con revestimiento y suprimir las vibraciones de las palas ajustando los parámetros estructurales en la ingeniería práctica.
Descripción
Las palas flexibles con revestimiento se adoptan comúnmente en las últimas etapas de las turbinas de vapor, donde se puede inducir un comportamiento dinámico complicado por la fuerza de fricción seca generada en las interfaces de contacto entre los revestimientos adyacentes y la no linealidad geométrica debido a la flexibilidad estructural de las palas. En este artículo, se investiga la resonancia combinada causada por las fuerzas de contacto y fricción generadas en las interfaces de los revestimientos, que es una concurrencia de resonancia interna 1:3 que involucra los primeros y segundos modos en la dirección de aleta y la resonancia primaria del primer modo de aleta. La rigidez y el amortiguamiento en la interfaz de contacto se obtienen al linealizar las fuerzas de contacto y fricción entre los revestimientos mediante el método de balance armónico. La pala vibrante se modela como una viga con una masa concentrada, cuyas respuestas bajo la resonancia combinada se resuelven a través del método de múltiples escalas. Se ilustran las sensibilidades de la respuesta con respecto al ángulo de los revestimientos, la rigidez de contacto y la velocidad de rotación, y se demuestran las influencias de estos parámetros sobre la periodicidad y las amplitudes de las respuestas estables. Se señalan las regiones paramétricas donde ocurre la resonancia combinada. Finalmente, se presentan análisis paramétricos para mostrar cómo la relación amplitud-frecuencia de las soluciones de múltiples escalas bajo la resonancia combinada varía con el desajuste y los parámetros de diseño. La presente investigación proporciona una base de diseño para mejorar el rendimiento dinámico de las palas flexibles con revestimiento y suprimir las vibraciones de las palas ajustando los parámetros estructurales en la ingeniería práctica.