KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2024 / Cilt: 39 Sayı: 3

Kompleks transfer matris yöntemi ile değişken kesitli bir rotorun titreşim karakteristiğinin analizi ve farklı yöntemlerin karşılaştırılması

Hüseyin Tarık Niş(ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-8112-9719
Ahmet Yıldız(ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-5434-4368
Sayfa
1649–1660
Yayın Tarihi
2024-05-20
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu analiz sonucu TMM metodunun sonlu elemanlar metoduna göre bu model için 4,75 kat daha hızlı çözümler sunduğu tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde havacılık endüstrisinde sivil ve askeri olmak üzere birçok alanda gaz türbin motorları tercih edilmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bunların en önemlileri merkezkaç kuvvetin sebep olduğu dengesizlik yükü, esnek kiriş yapısından dolayı şaftın aldığı modal şekiller ve kritik hız değerleridir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu analiz sonucu TMM metodunun sonlu elemanlar metoduna göre bu model için 4,75 kat daha hızlı çözümler sunduğu tespit edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Kompleks Transfer Matris Metodu · Modal Analiz · Sonlu Elemanlar Metodu

Özet

Günümüzde havacılık endüstrisinde sivil ve askeri olmak üzere birçok alanda gaz türbin motorları tercih edilmektedir. Gaz türbininin yüksek devirlerde çalışmasından ötürü birtakım titreşim problemleri ortaya çıkmaktadır. Bunların en önemlileri merkezkaç kuvvetin sebep olduğu dengesizlik yükü, esnek kiriş yapısından dolayı şaftın aldığı modal şekiller ve kritik hız değerleridir. Bu problemleri tasarım sürecinde ve sonrasında çözebilmek için gaz türbinlerinde modal analiz oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmada, iki diskli değişken kesitli bir gaz türbini rotor-yatak sisteminin yataklardaki tepkilerin her iki eksende ölçebilmesi adına kompleks transfer matris metodu (CTMM) kullanılarak matematiksel modeli oluşturulmuş ve klasik metotlarla karşılaştırılmıştır. CTMM ile oluşturulan modelin çözümünü elde etmek için Newton Raphson metodu kullanılmıştır. Bulunan kritik hız değerleri sonlu elemanlar metoduyla karşılaştırılmış ve bulunan değerlerin analitik metotla maksimum %2,97 hata ile örtüştüğü görülmüştür. Bu analiz sonucu TMM metodunun sonlu elemanlar metoduna göre bu model için 4,75 kat daha hızlı çözümler sunduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada CTMM’nin daha hızlı çözüm gerçekleştirmesi sayesinde diğer yöntemlere göre rotor tasarımında uygulanmasının daha avantajlı olacağı gösterilmiştir.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Niş, H. T., Yıldız, A. (2024). Kompleks transfer matris yöntemi ile değişken kesitli bir rotorun titreşim karakteristiğinin analizi ve farklı yöntemlerin karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 39 Sayı: 3, 1649–1660. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1189807

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (29)

  1. Rao, J. S., History of rotating machinery dynamics, Vol. 20, Springer Science & Business Media, 2011
  2. Friswell, M. I., Penny, J. E., Garvey, S. D., & Lees, A. W., Dynamics of rotating machines, Cambridge University Press, New York A.B.D., 2010
  3. Matsushita, O., Tanaka, M., Kanki, H., Kobayashi, M., & Keogh, P., Vibrations of rotating machinery, Springer, Berlin, 2017
  4. Yang, W., Liang, M., Wang, L., & Yuan, H., Research on unbalance response characteristics of gas turbine blade-disk rotor system, Journal of Vibroengineering, 20(4), 1676-1690, 2018
  5. Ahmadian, M. T., Sadeghi, H., Ghasemalizadeh, O., & Bonakdar, M., Analysis of Rotor-Bearing System Using the Transfer Matrix Method, CSC (pp. 265-272), 2007
  6. Varney, P., & Green, I., Rotordynamic analysis using the Complex Transfer Matrix: An application to elastomer supports using the viscoelastic correspondence principle, Journal of Sound and Vibration, 333(23), 6258-6272, 2014
  7. Deng, H., Fang, X., Wu, H., Ding, Y., Yu, J., Zhang, X., & Liu, C., Dynamic analysis of flexible rotor based on transfer symplectic matrix, Shock and Vibration, 2019
  8. Behzad, M., Transfer matrix analysis of rotor systems with coupled lateral and torsional vibrations, Doktora Tezi, UNSW Sydney, 1994
  9. Gökdağ, H., & Kopmaz, O., Free Vibration Analysis of a Monosymmetric and Open Section Euler-Bernoulli Beam with Two Different Methods, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 14(2), 2008
  10. Taplak, H., & Parlak, M.,Evaluation of gas turbine rotor dynamic analysis using the finite element method, Measurement, 45(5), 1089-1097, 2012
  11. Yuan, Q., Gao, R., Feng, Z., & Wang, J., Analysis of dynamic characteristics of gas turbine rotor considering contact effects and pre-tightening force, Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air (Vol. 43154, pp. 983-988), 2008
  12. Maierhofer, J., Kreutz, M., Mulser, T., Thümmel, T., & Rixen, D. J., AMrotor-A MATLAB® toolbox for the simulation of rotating machinery, 12th International Conference,Vibrations in Rotating Machinery (pp. 598-611), CRC Press, 2020
  13. Timbó, R., Martins, R., Bachmann, G., Rangel, F., Mota, J., Valério, J., & Ritto, T. G., Ross-rotordynamic open source software, Journal of Open Source Software, 5(48), 2120., 2020
  14. Ahmed, K. S., & Ahmad, S. M., VibronRotor, an opensource rotordynamic code: Development and benchmarking, Measurement, 131, 546-558., 2019
  15. Yildiz, A., Optimum suspension design for non-linear half vehicle model using particle swarm optimization (PSO) algorithm, Vibroengineering Procedia, 27, 43-48, 2019
  16. Yildiz, A., A comparative study on the optimal non-linear seat and suspension design for an electric vehicle using different population-based optimisation algorithms, International Journal of Vehicle Design, 80(2-4), 241-256, 2019
  17. Yildiz, A., Parametric synthesis of two different trunk lid mechanisms for sedan vehicles using population-based optimisation algorithms, Mechanism and Machine Theory, 156, 104130, 2021
  18. Yildiz, A., & Kopmaz, O., Experimental and computational validation of an analytical model of free vibration of a rectangular plate carrying a distributed mass, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 10(2), 233, 2017
  19. M.H. Jalali, M. Ghayour, S. Ziaei-Rad, et al., Dynamic analysis of a high speedrotor-bearing system, Measurement, 53, 1–9, 2014
  20. G. Genta, Dynamics of Rotating Systems, Springer Science & Business Media,2007.
  21. Holzer, H., Die Berechnung der Drehschwingungen, p. 68, Springer, Berlin, 1921
  22. Myklestad, N. O., A new method of calculating natural modes of uncoupled bending vibration of airplane wings and other types of beams, Journal of the Aeronautical Sciences, 11(2), 153-162, 1944
  23. Liew, A., A study of a rotor system with ball bearing induced non-linearities; and the development of transfer matrix techniques suitable for analysing such systems, Doktora Tezi, UNSW Sydney, 1977
  24. O'Leary, B. A., Analysis of high-speed rotating systems using Timoshenko beam theory in conjunction with the transfer matrix method, Yüksek Lisans Tezi, Rochoster Institute of Technology, 1989
  25. Rui, X., Wang, G., & Zhang, J., Transfer matrix method for multibody systems: theory and applications, John Wiley & Sons, 2018
  26. Meirovitch, L., Analytical methods in vibrations, Macmillan Limited, 1967
  27. Taplak, H., & Parlak, M.,Evaluation of gas turbine rotor dynamic analysis using the finite element method, Measurement, 45(5), 1089-1097, 2012
  28. Maierhofer, J., Kreutz, M., Mulser, T., Thümmel, T., & Rixen, D. J., AMrotor-A MATLAB® toolbox for the simulation of rotating machinery, 12th International Conference,Vibrations in Rotating Machinery (pp. 598-611), CRC Press, 2020
  29. Holzer, H., Die Berechnung der Drehschwingungen, p. 68, Springer, Berlin, 1921