Estrés Estático y Dinámico del Rotor Combinado con Acoplamientos Curvicos Considerando la Interfaz Tridimensional Rugosa en Condiciones de Operación Extremas
Autores: Yin, Yijun; Heng, Xing; Zhang, Haibiao; Wang, Ailun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrés Estático y Dinámico del Rotor Combinado con Acoplamientos Curvicos Considerando la Interfaz Tridimensional Rugosa en Condiciones de Operación Extremas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Acoplamiento curvado
Turbina de gas
Rotor combinado
Cargas dinámicas
Cargas estáticas
Cálculos de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El acoplamiento curvic, como una de las estructuras de conexión comunes para rotores combinados de turbinas de gas, es más susceptible a diversas cargas dinámicas y estáticas en condiciones de operación extremas. Sin embargo, los modelos tradicionales de rotores combinados tienden a ignorar la influencia de la estructura de conexión, especialmente al no considerar la contribución de las interfaces del acoplamiento curvic. Para abordar este problema, este artículo establece un modelo geométrico sólido del rotor combinado con acoplamientos curvic considerando las interfaces tridimensionales rugosas. La efectividad del método del modelo propuesto se verifica indirectamente a través de pruebas de compresión y pruebas modales. Posteriormente, combinado con cálculos de elementos finitos, se analizan las propiedades mecánicas del rotor con acoplamientos curvic considerando la interfaz rugosa bajo condiciones de carga estática y dinámica. Los resultados indican que la rugosidad de la interfaz afecta significativamente la deformación de la superficie de contacto bajo carga estática, pero su impacto en la deformación general del rotor es relativamente insignificante. El estrés dinámico en la interfaz exhibe variaciones periódicas a la velocidad de resonancia. A la velocidad máxima de operación, el estrés dinámico se ve influenciado por la magnitud del desequilibrio. Los métodos y conclusiones mencionados proporcionan una referencia para la investigación de diseño y la aplicación ingenieril de rotores combinados.
Descripción
El acoplamiento curvic, como una de las estructuras de conexión comunes para rotores combinados de turbinas de gas, es más susceptible a diversas cargas dinámicas y estáticas en condiciones de operación extremas. Sin embargo, los modelos tradicionales de rotores combinados tienden a ignorar la influencia de la estructura de conexión, especialmente al no considerar la contribución de las interfaces del acoplamiento curvic. Para abordar este problema, este artículo establece un modelo geométrico sólido del rotor combinado con acoplamientos curvic considerando las interfaces tridimensionales rugosas. La efectividad del método del modelo propuesto se verifica indirectamente a través de pruebas de compresión y pruebas modales. Posteriormente, combinado con cálculos de elementos finitos, se analizan las propiedades mecánicas del rotor con acoplamientos curvic considerando la interfaz rugosa bajo condiciones de carga estática y dinámica. Los resultados indican que la rugosidad de la interfaz afecta significativamente la deformación de la superficie de contacto bajo carga estática, pero su impacto en la deformación general del rotor es relativamente insignificante. El estrés dinámico en la interfaz exhibe variaciones periódicas a la velocidad de resonancia. A la velocidad máxima de operación, el estrés dinámico se ve influenciado por la magnitud del desequilibrio. Los métodos y conclusiones mencionados proporcionan una referencia para la investigación de diseño y la aplicación ingenieril de rotores combinados.