இலவச பொறியாள் கருவி
டர்பைன் இறக்கை இயல்பு அதிர்வெண் & கேம்ப்பெல் சோதனை
ஒரு டர்பைன் இறக்கையின் முதல்-முறை இயல்பு அதிர்வெண்ணைக் (கேன்டிலீவர் பீம் மாதிரி) கணக்கிட்டு, எளிமைப்படுத்தப்பட்ட கேம்ப்பெல் வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி இயக்க வேக வரம்புக்குள் ஹார்மோனிக் குறுக்கீடுகளைச் சரிபார்க்கவும்.
Results
Cantilever Beam Natural Frequency
ஒரு டர்பைன் இறக்கையை அடிப்பகுதியில் நிலைநிறுத்தப்பட்ட கேன்டிலீவர் பீமாக மாதிரியாக்கலாம். இயல்பு அதிர்வெண்கள்:
- λn — eigenvalue: λ₁ = 1.8751, λ₂ = 4.6941, λ₃ = 7.8548
- E — Young’s modulus (Pa)
- I — பரப்பின் இரண்டாம் தருணம் (m⁴) = செவ்வக குறுக்குவெட்டுக்கு b·h³/12
- ρ — material density (kg/m³)
- A — cross-sectional area (m²) = b·h
- L — இறக்கை நீளம் (m)
Campbell வரைபடம்
கேம்ப்பெல் வரைபடம் இறக்கையின் இயல்பு அதிர்வெண்ணை (கிடைமட்ட கோடுகள்) எஞ்சின் ஆர்டர் தூண்டுதல் கோடுகளுக்கு (மூலைவிட்டக் கோடுகள்: f = n × RPM/60) எதிராக வரைகிறது. இயக்க வேக வரம்புக்குள் ஏற்படும் குறுக்கீடுகள் சாத்தியமான ரெசொனன்ஸைக் குறிக்கின்றன.
இயக்க வேகத்தில் இயல்பு அதிர்வெண்களுக்கும் தூண்டுதல் அதிர்வெண்களுக்கும் இடையே குறைந்தபட்சம் 10% பிரிப்பு வரம்பு பொதுவாகத் தேவைப்படுகிறது.
Mode Shape Ratios
| Mode | λn | fn / f₁ ratio | Character |
|---|---|---|---|
| 1st | 1.8751 | 1.000 | First bending |
| 2nd | 4.6941 | 6.267 | Second bending |
| 3rd | 7.8548 | 17.55 | Third bending |
Given: L = 500 mm, thickness h = 12 mm, width b = 80 mm, Steel (E = 200 GPa, ρ = 7850 kg/m³)
I = 80 × 12³ / 12 = 11,520 mm⁴ = 1.152 × 10⁻⁸ m⁴
A = 80 × 12 = 960 mm² = 9.6 × 10⁻⁴ m²
f₁ = (1.8751² / (2π)) × √(200×10⁹ × 1.152×10⁻⁸ / (7850 × 9.6×10⁻⁴ × 0.5⁴)) = 0.5596 × √4892
f₁ ≈ 39.1 Hz
⚠️ Note: இது எளிமைப்படுத்தப்பட்ட சீரான கேன்டிலீவர் பீம் மாதிரி. உண்மையான டர்பைன் இறக்கைகளில் இறக்கச்சரிவு வடிவங்கள், முறுக்கு, ஷ்ரௌட்கள், பிளாட்ஃபார்ம் விளைவுகள், மைய விலகு விறைப்பு மற்றும் வெப்பநிலை சார்ந்த பொருள் பண்புகள் உள்ளன, இவை இயல்பு அதிர்வெண்களைக் கணிசமாகப் பாதிக்கின்றன. விரிவான வடிவமைப்புக்கு FEA-ஐப் பயன்படுத்தவும்.
டர்போ இயந்திரங்களுக்கான தொழில்முறை அதிர்வு பகுப்பாய்வு மற்றும் கள சமநிலைப்படுத்தல் கருவிகள். 50+ நாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
