เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
ความถี่ธรรมชาติของใบพัดกังหันและการตรวจสอบแคมป์เบลล์
คำนวณความถี่ธรรมชาติโหมดแรกของใบพัดกังหัน (แบบจำลองคานยื่น) และตรวจสอบการตัดกันของฮาร์มอนิกภายในช่วงความเร็วในการทำงานโดยใช้แผนภาพแคมป์เบลล์แบบง่าย.
ผลลัพธ์
ความถี่ธรรมชาติของคานยื่น
ใบพัดกังหันสามารถจำลองได้เป็นคานยื่นที่ยึดอยู่กับที่บริเวณโคน ความถี่ธรรมชาติมีดังนี้:
- λn — ค่าลักษณะเฉพาะ: λ₁ = 1.8751, λ₂ = 4.6941, λ₃ = 7.8548
- E — มอดูลัสยังก์ (Pa)
- I — โมเมนต์ที่สองของพื้นที่ (m⁴) = b·h³/12 สำหรับหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า
- ρ — ความหนาแน่นของวัสดุ (kg/m³)
- A — พื้นที่หน้าตัด (m²) = b·h
- L — ความยาวใบพัด (m)
แผนภาพแคมป์เบลล์
แผนภาพแคมป์เบลล์แสดงความถี่ธรรมชาติของใบพัด (เส้นแนวนอน) เทียบกับเส้นกระตุ้นลำดับเครื่องยนต์ (เส้นทแยงมุม: f = n × RPM/60) จุดตัดภายในช่วงความเร็วในการทำงานบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของการเกิดเรโซแนนซ์.
โดยทั่วไปแล้ว จะต้องมีระยะห่างขั้นต่ำ 10% ระหว่างความถี่ธรรมชาติและความถี่กระตุ้นที่ความเร็วในการทำงาน.
อัตราส่วนรูปร่างโหมด
| โหมด | λn | fn อัตราส่วน / f₁ | ลักษณะ |
|---|---|---|---|
| อันดับ 1 | 1.8751 | 1.000 | การดัดครั้งแรก |
| อันดับที่ 2 | 4.6941 | 6.267 | การดัดงอครั้งที่สอง |
| อันดับ 3 | 7.8548 | 17.55 | การโค้งงอครั้งที่สาม |
ที่ให้ไว้: L = 500 mm, thickness h = 12 mm, width b = 80 mm, เหล็กกล้า (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
⚠️ หมายเหตุ: นี่คือแบบจำลองคานยื่นแบบสม่ำเสมอที่เรียบง่าย ใบพัดกังหันจริงมีรูปทรงเรียว การบิดตัว ปลอกหุ้ม ผลกระทบจากฐาน การเสริมแรงจากแรงเหวี่ยง และคุณสมบัติของวัสดุที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความถี่ธรรมชาติ ควรใช้ FEA สำหรับการออกแบบโดยละเอียด.
เครื่องมือวิเคราะห์การสั่นสะเทือนและเครื่องมือการถ่วงสมดุลภาคสนามระดับมืออาชีพสำหรับเครื่องจักรเทอร์โบ ใช้งานใน 50+ ประเทศ
