Resumen

Los álabes giratorios de alta velocidad son componentes cruciales de los motores de las grandes aeronaves modernas. En condiciones de trabajo, los álabes giratorios sufren con frecuencia las cargas aerodinámicas, elásticas y de inercia, que pueden dar lugar a oscilaciones no lineales de gran amplitud. Este trabajo investiga las respuestas dinámicas no lineales del álabe con velocidad de rotación variable en un flujo de aire supersónico. El álabe se simplifica como una placa compuesta en voladizo con pretorsión y preajuste. Se considera el efecto de alabeo de la sección transversal rectangular de la placa. Basándose en la teoría de la deformación por cizallamiento de primer orden y en la relación geométrica no lineal de von-Karman, se derivan las ecuaciones dinámicas diferenciales parciales no lineales del movimiento de la placa utilizando el principio de Hamilton. Se aplica el enfoque de Galerkin para discretizar las ecuaciones diferenciales parciales que gobiernan el movimiento en ecuaciones diferenciales ordinarias. Se explota el método de perturbación asintótica para derivar la ecuación promediada de cuatro grados de libertad para el caso de 1 :3 resonancia interna-1/2 resonancia sub-armónica. Basándose en la ecuación promediada, se utiliza la simulación numérica para analizar la influencia de la velocidad de rotación de la perturbación en las respuestas dinámicas no lineales de la pala. El diagrama de bifurcación, los retratos de fase, las formas de onda y el espectro de potencia demuestran que existen movimientos periódicos y caóticos en la vibración no lineal de la placa compuesta en voladizo giratorio.

• Materias:Reacciones químicas Minería de datos Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Chemical reactions Data mining Aerodynamics Aerospace engineering Aeronautical Engineering
• Palabras claves:respuesta dinámica no lineal, ecuación de movimiento, pala, teoría de la deformación por cizallamiento, pala giratoria de velocidad, relación geométrica no lineal, diferencial parcial no lineal, rotación de alta velocidad, demostración del espectro de potencia, ecuación diferencial ordinaria
• Keywords:nonlinear dynamic response, equation of motion, blade, shear deformation theory, speed rotating blade, nonlinear geometric relationship, nonlinear partial differential, high speed rotating, power spectrum prove, ordinary differential equation