Bir entegre palli rotor için disk geometrisinin sonlu elemanlar metodu yardımıyla yapısal optimizasyonu
Optimization of bladed disk geometry by use of finite element method
- Tez No: 222893
- Danışmanlar: DOÇ.DR. METİN ORHAN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Entegre palli rotor, disk, kompresör, sonlu elemanlar, blisk, disk, compressor, finite element method
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, pal geometrisi belli olan bir kompresör birinci kademe rotoru için sonlu elemanlar analizleri ile disk geometrisi belirlenmiştir. İlk olarak kompresör tasarımı hakkında bilgi verilmiş, varolan pal geoemetrisinin elde edilişi açıklanmıştır. Pal disk bağlantıları konusunda özellikle son yıllarda artan yapısal dayanım ihtiyaçlarına cevap vermek üzere ortaya çıkan entegre palli rotor kavramı anlatılmıştır. Üç boyutlu yapısal analizler ile tasarımın gerçekleştirilmesi çok fazla zaman aldığından, iki boyutlu analiz metodları belirlenmiş, bu metodlar üç boyutlu yapısal analizler ile karşılaştırılarak uygulanabilirlikleri incelenmiştir. Daha sonra disk geometrisini belirleyen parametreler saptanmıştır. Bu parametrerin etkileri ayrı ayrı incelenip, yapısal olarak en fazla etkiyi gösteren ana parametre grubu oluşturulmuştur. Seçilen parametrelerin kombinasyonlarına dayanan bir tasarım uzayı oluşturularak sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Geometrik parametrelerin disk üzerindeki farklı bölgelere gerilme açısından etkisi incelenmiştir. En iyi geometriye ulaşmak üzere elde edilen sonuçlar hem gerilme dağılımı hem ağırlık kriterleri açısından değerlendirilmiş, ikincil parametrelerin de tekrarlanan değerleri analiz edilerek uygun disk geometrileri seçilmiştir. Bulunan en iyi geometriler için üç boyutlu yapısal analizleri gerçekleştirilerek geçerlilikleri incelenmiştir. Son olarak öngerilmeli doğal frekans analizleri ile öncelikle tek başına pallerin titreşim karakteristiği belirlenmiş daha sonra disk ve pal bir arada düşünülerek disk geometrisinin titreşim karakteristiğini ne derece değiştirdiği incelenmiştir. Campbell diagramları oluşturularak kritik motor devirleri belirlenmiş bu motor devirlerini uyarabilecek duran pal sayıları belirtilmiştir. Literatürde yeralan mod şekilleri ve düğüm çapları ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak ile uyum içerisinde olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study disk geometry of a first stage compressor rotor with a known blade geometry is determined via finite element analyses. Initialy basic knowledge of compressor design procedure is reviewed and design steps of the existing blade configuration is described. In the blade-disk attachment issues Integrally Bladed Rotor(IBR) concept which is recently becoming very common due to increasingly high strength requirements is explained. Performing the design with three dimensional structural analyses is time consuming that?s why two dimensional analysis options are determined and the results are compared with 3D analyses in order to validate the applicability of the 2D methods. Afterwards parameters which define the disk geometry are designated. Effects of these parameters are investigated seperately and parameters which have dominant structural effect is defined as main design parameters. The design space is constructed based on combinations of the specified parameters and two dimensional finite element analysis are performed. The effect of geometry parameters in stress values on different regions of disk are considered. In order to attain optimized geometry results are evaluated considering both weight and stress criterion. Secondary parameters are also included in the analysis iterations and valid final geometries are selected. Finally vibration characterictics of single blades are determined by presstressed natural frequency analyses. Then disk and blades are analyzed together to investigate the effect of disk geometry on vibration characteristics. Drawing Campbell diagrams critical engine orders are identified and number of stators which will excite these engine orders are determined. Mode shapes and nodal diameters given in literature are compared with the results of the analyses and it is shown that they are in good agreement.
Benzer Tezler
- Comparison of rotor inflow models for flight simulation fidelity
Rotor iç-akış modellerinin uçuş simülatörü doğruluğu için karşılaştırılması
FEYYAZ GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKAY YAVRUCUK
- Energy absorber design and analysis for military utility helicopter troop seats
Askeri genel maksat helikopteri mürettabat koltukları için enerji sönümleyici tasarımı ve analizi
MUSTAFA DEMİRCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ÜNVER
- Coupling of a multibody simulation tool for the analysis of rotary systems with a panel based flow solver and a navier-stokes flow solver
Dönen sistemlerin çoklu kütleli benzetim aracının panel tabanlı akış çözücüsü ve navier-stokes akış çözücüsü ile etkileşimli analizi
SEMİH SOĞANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
- Bir hibrit (yakıt pilli & güneş pilli) enerjili aracın modellenmesi, simülasyonu ve prototip uygulaması
Modelling, simulating and prototype application of a hybrid (fuel cell and solar cell) energized vehicle
TUNACAN AKFİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUĞDEŞEM TANRIÖVEN
- Pall halkası entegre edilmiş tek kademeli gaz yıkayıcıların inorganik gazların tutumundaki etkinliklerinin incelenmesi
Investigation efficiency of single stage wet scrubbers integrated with pall ring in removal of inorganic gases
DİLAY SEVER TOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE ÖZBAY