Решения

DYNAMICS R4 – программный комплекс предназначен для использования при проектировании новых машин, для определения возможных причин ухудшения состояния или появления дефектов в процессе их эксплуатации, а также для моделирования их динамических свойств в целях создания алгоритмов вибрационной диагностики.

DYNAMICS R4 – программный комплекс предназначен для использования при проектировании новых машин, для определения возможных причин ухудшения состояния или появления дефектов в процессе их эксплуатации, а также для моделирования их динамических свойств в целях создания алгоритмов вибрационной диагностики.

Задача о частичных или грубых касаниях роторов со статорной части конструкции также может быть решена в программном комплексе DYNAMICS R4 практически для любого варианта вращающейся машины. Задача важная, как для авиационных двигателей различной размерности, так и стационарных агрегатов. Касания в турбоагрегатах большой мощности  могут привести к катастрофическим разрушениям всей энергетической установки.

Используя свой сорокалетний опыт работы в области роторной динамики, компания ООО «Альфа-Транзит» ведет инженерные работы по заказам различных предприятий занимающихся производством турбомашин различного типа.
C помощью DR4 специалисты компании создают модели объектов исследования, проводится их анализ и находится решение проблемы в каждом конкретном случае.

В презентации дается обзор проблем связанных с использованием активных магнитных подшипников в быстро вращающихся роторах турбоагрегатов. Приводятся результаты динамического анализа ротора, установленного на магнитных подшипниках. Рассматривается возможность управления динамическими свойствами роторной системы через изменение жесткости и демпфирования магнитных опор. Исследуется поведение роторных систем в процессе падения ротора на страховочные подшипники и последующего выбега.

Для оценки частот собственных колебаний пространственной системы балансировочного стенда компании Диамех, установленного в ОАО “Газтурбосервис” в программной системе DYNAMICS R4 была создана модель стенда. Стенд моделировался как пространственная система. Расчеты проводились в двух вариантах – без ротора и с ротором, установленным в люльках.

Энергетическая установка Т-53 мощностью 1.2 МВатт является собственностью “Orenda Aerospace Corporation”.
Особенностью данного двигателя является вращение его роторов в противоположном направлении. Учет скольжения роторов меняет спектр частот прямой и обратной прецессии. Поскольку ротора вращаются в различных направлениях, следовательно, дисбалансы вызывают резонансы соответствующие частотам вращения обоих роторов.

“Oil whirl” это общая проблема подшипников скольжения использующихся в машинах с системой подачи масла под давлением и работающих на относительно высоких скоростях.
Если вал сместится относительно центра под действием нагрузки, эксцентриситета или дисбаланса, то зазор на одной стороне подшипника будет больше зазора на другой.
Так как смазка вращается со скоростью 50% и меньше от скорости вала, то она должна проскальзывать через наименьший зазор. Средняя скорость смазки увеличивается внутри зазора и снижается за его пределами. Такой процесс ускорения и замедления создает турбулентность на обеих сторонах зазора и развитие вихрей в зоне высокого давления смазки.

Лабораторная установка была создана для анализа динамики ротора на анизотропных (маятниковый подвес) опорах (1975 год, Леонтьев М.К.). Роторная система моделировалась как одноосная. Программная система DYNAMICS R4 (2007 год) позволяет создать полную пространственную модель роторной системы с учетом всех элементов лабораторной установки, рассчитать собственные и критические частоты, амплитудно-частотные характеристики и показать орбиты прецессионного движения.

Работы по модернизации компрессорного стенда сопровождались моделированием его конструкции. Моделирование проводилось в программе DYNAMICS R4. Эта модель включает в себя следующие элементы: компрессор, валопроводы, промежуточная опора, дополнительная опора, мультипликатор.

Пример расчета турбогенератора на 5 эллиптических подшипниках скольжения. Частота вращения ротора 3600 об/мин. Исходная модель турбогенератора построена из стержневых, инерционных элементов и упругих связей, моделирующих подшипники скольжения. Для всех подшипников скольжения рассчитаны с использованием пакетов Xlpocket и XLTltpad (USA, Rotating Machinery Technology, Inc.) несимметричные матрицы жесткости и демпфирования. Получены частоты и формы колебаний на режиме 3600 rpm, а также карты устойчивости. Рассчитаны критические частоты вращения валопровода.

Целью работы является математическое моделирование динамических характеристик мультипликатора, используемого в составе компрессорного стенда для изделия 55И. Исследования проводились в линейной и нелинейной постановках. Расчеты в линейной постановке позволили определить частоты и формы совместных изгибно-крутильных колебаний линеаризованной системы мультипликатора. Линеаризация проводилась для рабочих режимов работы мультипликатора. Нелинейная жесткость подшипников скольжения заменялась некоторым постоянным значением, определенным из нестационарного расчета выходного вала на подшипниках скольжения.Расчеты в нелинейной нестационарной постановке позволили определить границы устойчивости работы выходного вала мультипликатора на подшипниках скольжения, с учетом передаваемой мультипликатором нагрузки от газотурбинного привода к испытуемому компрессору изделия 55И, а также граничных условий на концах входного и выходного вала мультипликатора.

Создана многоуровневая модель двухвального ГТД AL-55 для учебно-тренировочного самолета. Проведены расчеты отдельно двух соосных роторов без корпуса и с корпусом. Получены частоты и формы собственных колебаний, карты собственных частот, критические частоты вращения. Показано, что учет корпуса приводит к существенному уточнению спектра критических частот.

Работа явилась частью проекта по созданию наземной энергетической установки на базе вертолетного двигателя Т35. Модель многоуровневая, включает в себя три подсистемы — ротор газогенератора, ротор силовой турбины и корпус с подвеской. Каждая подсистема состоит из нескольких простых подсистем. Все необходимые данные для создания были получены из схем, чертежей сборки и деталей, характеристик материалов и т.д. Точность модели была проверена путем сравнения массовых и инерционных характеристик, а также сравнением критических частот с имеющимися результатами расчетов и испытаний авиационного двигателя. Из-за этого различия полученные результаты несколько отличаются от имевшихся. В результате анализа динамической системы была изменена подвеска двигателя, что позволило снизить его вибрации.

Цель работы состоит в определении основных резонансных частот и форм колебаний роторной системы ” Силовая турбина GT25000 – генератор BRUSH”, включая все: изгибные, крутильные и продольные. Для выполнения этой задачи было сделано следующее:

• Моделирование роторной системы;
• Геометрическая и массовая идентификация роторной системы;
• Расчет собственных частот и форм колебаний всех типов;
• Расчет критических частот и соответствующих им форм колебаний;
• Расчет вынужденных колебаний от распределенной неуравновешенности.

Моделирование производилось в программном комплексе DYNAMICS R4.5 компании “Альфа-Транзит”, по данным предоставленным Magellan Aerospace.