Расчет собственных частот выполняется численным методом с помощью программы ANSIS. Для того чтобы выполнить расчет собственных частот, необходимо подготовить исходные данные.

1. Выбор системы координат для расчета собственных частот:

Рис.6.16 Эскиз профильной части рабочей лопатки (а) и корневое сечение (б)

Построенные профили нужно задать координатами точек.

Рис.6.17. Корневое сечение рабочей лопатки.

Профили подрезаются по входной и выходной кромках. На спинке равномерно по контуру располагается 15 точек. Аналогично на вогнутой части профиля. Также делается со всеми остальными сечениями по высоте лопатки.

Расчет собственных частот профильной части рабочей лопатки в программе ANSIS.

Рис.6.18

Собственная частота лопатки p=314рад/c 1 форма изгибных колебаний

Рис.6.19

Собственная частота лопатки p=314рад/c 1 форма изгибно-крутильных колебаний

Рис.6.20

Собственная частота лопатки p=314рад/c 1 форма крутильных колебаний

В результате расчета в программе ANSYS получены значения собственных частот лопаток в Гц. На основании расчетов строится вибрационная диаграмма-зависимость собственной частоты лопатки от частоты вращения ротора. Вибрационная диаграмма позволяет обнаружить резонансные режимы. Частота 21 31 46 и 47-й гармоники возмущающих сил попадает в резонанс с первой второй и третей собственной частотой лопатки.

Для отстройки от резонансных режимов можно изменять геометрические параметры профиля(изменить масштаб профиля путем изменения хорды), ввести демпфирование (сухое трение в хвостовике, в бандажных полках и.т.п) изменить частоту возмущающих нагрузок.

Рис.6.21 Вибрационная диаграмма для первой формы изгибных колебаний

Рис.6.22 Вибрационная диаграмма для первой формы изгибно-крутильных колебаний

Рис.6.23 Вибрационная диаграмма для первой формы крутильных колебаний