Versatile rotor vibration analysis tool for single rotating elements

Abstract

Bir turbofan motor geliştirmesi, karmaşık, iyi organize edilmiş bir plan ve her gereksinimi ve zaman hedefini karşılamak için yeterli bütçeyi gerektirmektedir. Bu nedenle bir turbofan motorunun, çalışma zarfı içinde karşılaştığı yükler için yeterince dayanıklı olarak tasarlanması ve bu yükler altında doğrulanması gerekir. Her yükleme koşulunda bu durumun sağlanabilmesi ve gereksinimlerin karşılanması için doğrulama testleri de yapılmaktadır. Kavramsal ve ön tasarım aşamalarında, bir turbofan motorunun yüklenmesini gözlemlemek için hızlı bir iterasyon adımı olmalıdır. Bunun üstesinden gelmek için, Transfer Matrisi Metodu kullanılarak doğrudan motor dinamiği ve yük hesaplamaları için oluşturulmuş şirket içi ve açık kaynaklı bir araç olan Joe Solver oluşturulmuştur. Bu çalışmada, bir turbofan motorunun çalışma çevrimi sırasındaki ekstrem ve olası olaylardan biri olan Fan-Blade Out (FBO), (motor çalışırken bir fan kanadının kopması olayı) MATLAB (Joe Solver) üzerinde sayısal model ile incelenmiş ve tasarım aşamalarında kullanılabileceğini gösteren sonuçlar aynı geometriye sahip model içinde ve literatür modelleri kullanılarak validasyon çalışmaları ile gösterilmiştir.A turbofan engine development requires a complex, well-organized plan and sufficient budget to meet every requirement and time target. Therefore, a turbofan engine needs to be designed and verified to be sufficiently durable for the loads it encounters within its operating envelope. Verification tests are also carried out in order to ensure this condition and meet the requirements in every loading condition. During the conceptual and preliminary design phases, there should be a quick iteration step to observe the loading of a turbofan engine. To overcome this, Joe Solver, an in-house and open source tool built directly for engine dynamics and load calculations, was created using the Transfer Matrix Method. In this study, Fan-Blade Out (FBO), which is one of the extreme and possible events during the duty cycle of a turbofan engine (the event of a fan blade breaking while the engine is running), was examined with a numerical model on MATLAB (Joe Solver) and the results showing that it can be used in the design stages are based on the same geometry and literature models, it has been demonstrated by validation studies.