เครื่องคำนวณความถี่ธรรมชาติของใบพัดกังหันและแผนภาพแคมป์เบลล์

เผยแพร่โดย นิโคไล เชลโคเวนโก บน

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

ความถี่ธรรมชาติของใบพัดกังหันและการตรวจสอบแคมป์เบลล์

คำนวณความถี่ธรรมชาติโหมดแรกของใบพัดกังหัน (แบบจำลองคานยื่น) และตรวจสอบการตัดกันของฮาร์มอนิกภายในช่วงความเร็วในการทำงานโดยใช้แผนภาพแคมป์เบลล์แบบง่าย.

แบบจำลองคานยื่น แผนภาพแคมป์เบลล์ ฮาร์โมนิกส์ 1×–12×
ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

Results

ความถี่ธรรมชาติโหมดแรก (f₁)
-
โหมดที่สอง (f₂ ≈ 6.27 × f₁)
-
โหมดที่สาม (f₃ ≈ 17.55 × f₁)
-
จุดตัดฮาร์โมนิกในช่วงความเร็ว
-
ความถี่การผ่านของใบพัด (ที่รอบต่อนาทีสูงสุด)
-

ความถี่ธรรมชาติของคานยื่น

ใบพัดกังหันสามารถจำลองได้เป็นคานยื่นที่ยึดอยู่กับที่บริเวณโคน ความถี่ธรรมชาติมีดังนี้:

  • λn — ค่าลักษณะเฉพาะ: แลมบ์ดา = 1.8751, แลมบ์ดา = 4.6941, แลมบ์ = 7.8548
  • อี — ค่าสัมประสิทธิ์ยังโมดูลัส (Pa)
  • ฉัน — โมเมนต์ที่สองของพื้นที่ (m⁴) = b·h³/12 สำหรับหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า
  • ρ — ความหนาแน่นของวัสดุ (กก./ม.)
  • ก — พื้นที่หน้าตัด (ตร.ม.) = บ.·ฮ.
  • ล. — ความยาวใบมีด (เมตร)

แผนภาพแคมป์เบลล์

แผนภาพแคมป์เบลล์แสดงความถี่ธรรมชาติของใบพัด (เส้นแนวนอน) เทียบกับเส้นกระตุ้นลำดับเครื่องยนต์ (เส้นทแยงมุม: f = n × RPM/60) จุดตัดภายในช่วงความเร็วในการทำงานบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของการเกิดเรโซแนนซ์.

โดยทั่วไปแล้ว จะต้องมีระยะห่างขั้นต่ำ 10% ระหว่างความถี่ธรรมชาติและความถี่กระตุ้นที่ความเร็วในการทำงาน.

อัตราส่วนรูปร่างโหมด

โหมดλnเอฟn อัตราส่วน / f₁อักขระ
อันดับ 11.87511.000การดัดครั้งแรก
อันดับที่ 24.69416.267การดัดงอครั้งที่สอง
อันดับ 37.854817.55การโค้งงอครั้งที่สาม
ตัวอย่าง — ใบพัดกังหันไอน้ำแรงดันต่ำ

ที่ให้ไว้: L = 500 มม., ความหนา h = 12 มม., ความกว้าง b = 80 มม., เหล็กกล้า (E = 200 GPa, ρ = 7850 กก./ลบ.ม.)

I = 80 × 12³ / 12 = 11,520 มม.⁴ = 1.152 × 10⁻⁸ ม.⁴

A = 80 × 12 = 960 มม.² = 9.6 × 10⁻⁴ ตร.ม.

f₁ = (1.8751² / (2π)) × √(200×10⁹ × 1.152×10⁻⁸ / (7850 × 9.6×10⁻⁴ × 0.5⁴))

f₁ ≈ 44.8 เฮิรตซ์

⚠️ หมายเหตุ: นี่คือแบบจำลองคานยื่นแบบสม่ำเสมอที่เรียบง่าย ใบพัดกังหันจริงมีรูปทรงเรียว การบิดตัว ปลอกหุ้ม ผลกระทบจากฐาน การเสริมแรงจากแรงเหวี่ยง และคุณสมบัติของวัสดุที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความถี่ธรรมชาติ ควรใช้ FEA สำหรับการออกแบบโดยละเอียด.

ไวโบรเมรา — อุปกรณ์ปรับสมดุลและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบพกพา
เครื่องมือวิเคราะห์การสั่นสะเทือนและปรับสมดุลภาคสนามระดับมืออาชีพสำหรับเครื่องจักรเทอร์โบ ใช้ในกว่า 50 ประเทศ.
เรียนรู้เพิ่มเติม
หมวดหมู่:
วอทส์แอพพ์