
О проекте
- Расчет критических частот вращения ротора газотурбинного агрегата ГТТ-9
- Прочность
Расчет критических частот вращения ротора газотурбинного агрегата ГТТ-9
Целью работы было выполнение модального анализа вращающегося со скоростью 7500 об/мин ротора ГТТ-9 для определения его собственных частот. Ротор ГТТ-9 представлял из себя 2 вала, соединенных штифтами для передачи крутящего момента. На обоих валах присутствовали приливы, в которых оформлены лопаточные замки. На компрессорной части ротора имелось 9 лопаточных ступеней, на турбинной части – 3 ступени. Число лопаток в окружном направлении на компрессорной части – 35, на турбинной – 37.
Заказчиком была передана геометрическая CAD модель.

Построение конечно-элементной модели
Для проведения модального расчета исходная модель ротора была существенно видоизменена. Изменения коснулись удаления большого количества несущественных геометрических особенностей, таких как штифтовое соединение, многочисленные радиусы скругления и фаски.
Затем с целью сохранить массовые характеристики отдельных элементов неизменными (по сравнению с исходной геометрией) были скорректированы значения плотностей материалов.
Для построения полной модели предварительно были подготовлены модели:
- условный «сектор» 1/35 барабанной (компрессорной) части;
- условный «сектор» 1/37 роторной (турбинной) части.
На этих предварительных моделях производилось разбиение модели, с целью получить конечно-элементную сетку хорошего качества. После создания этих сеток производилось «размножение» полученных шаблонов для создания полной конечно-элементной модели.
Расчетная сетка содержала порядка 2.27 млн. узлов и 5.13 млн. конечных элементов.
Модальный анализ с учетом вращения ротора со скоростью 7500 об/мин проводился в программном комплексе ANSYS Mechanical, методом Reduced Damped, учитывающим демпфирование.

Результаты расчета


В ходе выполненной работы исходная геометрическая модель формата Parasolid была адаптирована под проведение моделирования методом конечных элементов и создана ее конечноэлементная модель.
Проведен модальный анализ и получен ряд низших собственных частот и собственных форм, а также ряд собственных частот и форм, соответствующих колебаниям лопаток.
Установлено, что низшие собственные частоты, вплоть до 16-ой частоты, являются стабильными. Для них были рассчитаны логарифмические декременты, действительная и мнимая части комплексных собственных частот.
Установлено, что собственные формы с 1 по 7 обусловлены податливостью ротора как целого (частоты f4 и f5 частично обусловлены податливостью лопаток).
Частотный диапазон w*(35…37) соответствует лопаточным собственным формам. Часть из них стабильные, часть нестабильные, однако все они лежат за рабочим частотным диапазоном ротора.
Есть подобная задача? Звони!
+7 (495) 644-06-08
info@digitaltwin.ru
Пн-Пт 9:00 – 18:00
Другие проекты по теме
Отправить сообщение
Свяжитесь с нами
+7 (495) 644-06-08
info@digitaltwin.ru
Пн-Пт 9:00 – 18:00