تحلیل الاستیک درام اسپول دوار FGM کمپرسور محوری در موتور توربین گاز هوایی

Abstract

در این پژوهش حل تحلیلی دقیقی برای درام اسپول کمپرسور محوری یک موتور توربین گاز جهت محاسبه تنش‌ها، کرنش‌ها و جابجایی‌ها انجام شده است. تحلیل انجام شده در دو حالت مختلف یکی درام از جنس همگن و دیگری ماده هدفمند (FGM) تحت نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران و بارگذاری یکنواخت شعاعی در سطوح داخلی و خارجی انجام گرفته است. در حالت FGM خواص ماده شامل مدول یانگ و چگالی در راستای شعاع اسپول متغیر هستند. تنش‌ها و جابجایی‌های حاصل برای ماده همگن و ماده FGM با ضرایب غیرهمگن مختلف محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهند استفاده از ماده‌ FGM با ضریب مناسب نسبت به همگن، می‌تواند منجر به بهبود قابل توجه ضریب اطمینان و کاهش جابجایی­ها، کرنش‌ها و تنش‌های اسپول مدنظر گردد. از سوی دیگر انتخاب ضریب FGM نامناسب می‌تواند باعث کاهش ضریب اطمینان و حتی شکست در سازه گردد. برای اسپول خاص بررسی شده، تنش‌های ایجاد شده در اسپول FGM برای حالتی که ضرایب غیرهمگن منفی در نظر گرفته شده است، کمتر از حالت همگن بوده و باعث شکست سازه می‌شود، در حالی‌که ضریب اطمینان هنگام استفاده از ضرایب مثبت نسبت به حالت همگن بهبود و جابجایی‌ها کاهش یافته است.