회전하는 패킷 블레이드 시스템의 고유진동 및 과도해석

Abstract

본 연구에서는 다중 패킷 블레이드 시스템의 진동해석 및 과도해 석을 구현하기 위한 모델링 방법을 제시 하였다. 디스크와 쉬라우드 의 연성강성을 고려한 진동방정식으로부터 다중 패킷 블레이드 시 스템의 진동특성을 살펴보았으며 노즐분사력이 시스템에 가해질 때 공진주파수를 파악하기 위한 방법론을 제시하였다. Campbell Diagram 은 시스템의 모드형상과 가진형상의 일치 여부를 확인할 수 없기에 실제 공진을 예측하는데 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 이 를 확인할 수 있는 SAFE Diagram을 소개하였고 기존의 Campbell Diagram을 수정하여 간단히 진공진주파수를 파악할 수 있는 Modified Campbell Diagram을 제시하였다. 그리고 Modified Campbell Diagram으로 얻은 진공진주파수를 이용하여 과도해석을 수행하였으 며, 이를 통해 제안된 모델링 및 공진주파수를 파악하기 위한 방법 론을 검증하였다.; A modeling method for the modal and the transient analysis of a multi-packet blade system excited by nozzle jet forces is presented in this paper. Each blade is assumed as a slender cantilever beam and the coupling stiffness effect that originates from either disc flexibility or shroud is considered in the modeling. The identification of matching the natural frequencies of the system with the frequencies of the exciting force is commonly shown on a Campbell diagram. The Campbell diagram lacks some information when used to identify the resonance of multi-blade system. However, a modified Campbell diagram is proposed to identify the true resonance frequencies of the multi-packet blade system. A modified Campbell diagram not only compares the frequencies of the nozzle exciting force to the natural frequencies of the system, but also compares the shapes of the exciting force to the mode shapes of the system. Different from the SAFE diagram that employs three dimensional space, the modified Campbell diagram proposed in this study employs a plane to find the true resonance frequencies. To verify the existence of true resonance frequencies, nozzle jet forces are modeled as periodic forces and transient vibration analysis were performed with the modeling method.