효율적인 공탄성적 해석을 통한 천음속 팬 블리스크의 강제응답과 고주기피로 분석 - Part 1 = Analysis of Forced Response and High Cycle Fatigue in Transonic Fan Blisk through Efficient Aero-Mechanical Analysis - Part 1
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학술지명
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발행연도
2015
작성언어
Korean
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자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
235-238(4쪽)
제공처
교번응력을 얻기 위하여 비정상 유동해석과 조화응답해석이 분리되어 순차적으로 수행되는 분리된 공탄성적 해석을 기반으로한 효율적인 강제응답해석이 수행되었다. 이를 통해 얻어진 교번응력과 원심력과 정상상태 유동해석을 통해 얻어진 공력하중에 의한 평균응력을 이용하여 modified Goodman 선도 기반의 고주기피로 특성이 연구되었다. 로터 유로와 스테이터 유로 간 피치 비율이 동일하지 않더라도 Transient Blade Row 의 시간 변환 모델이 비정상 유동해석 시 회전방향 주기 경계조건을 적용할 수 있게 한다. 따라서 기존의 Transient Rotor Stator interface 를 사용하는 비정상 유동해석에서 불가피하게 사용된 전체 모델링을 피할 수 있다. 또한 구조해석 모델에서 주기적 대칭 경계조건과 모드중첩법의 사용이 정적해석-모드해석-조화응답해석에서 높은 효율성을 제공한다. 유체-구조 완전 연성 기반의 공탄성적 해석을 기반으로한 강제응답해석에서 디스크 변형까지 고려하기 위해서는 traveling wave 모드를 고려하기 위하여 경우에 따라 전체 모델이 해석되어야 한다. 하지만 본 연구에서 사용된 접근방법을 통해 얻어진 효율적인 해석 절차가 전체 모델링을 피할 수 있으며, 22 개의 NASA Rotor 67 과 34 개의 스테이터 간 상호작용을 고려하는 강제응답 및 고주기피로 특성이 성공적으로 고찰되었다.
더보기The high efficiency forced response analysis based on the decoupled aero-mechanical analysis, where unsteady flow analysis and harmonic response analysis are performed separately in sequence, is conducted to obtain alternating stresses. The characteristics of high-cycle fatigue based on the modified Goodman diagram are studied using alternating stresses through forced response analysis and mean stresses due to centrifugal force and aerodynamic loading obtained in steady-state flow analysis. Although the pitch ratio between the rotor passage and stator passage is not close to one, the Time Transformation model of the Transient Blade Row makes it possible to apply rotational periodicity boundaries in unsteady flow analysis. Hence, full passage modeling inevitably used in a traditional unsteady flow analysis with the Transient Rotor Stator interface can be avoided. The use of cyclic symmetry boundary conditions and the mode superposition method in structural models also provides high efficiency for static analysis, mode analysis and harmonic response analysis. In forced response analysis using fully coupled aero-mechanical analysis, when disk deformation is taken into account, a full passage model should also be occasionally analyzed to consider the traveling wave mode.However, the full passage model can be avoided with the efficient analysis procedure used in this study, and the characteristics of forced response and high cycle fatigue considering the interactions between 22 NASA Rotor 67s and 34 stators are investigated successfully.
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