مدلسازی سه بعدی و تحلیل روتوردینامیک شفت توربین گاز

مدلسازی سه بعدی و تحلیل روتوردینامیک شفت توربین گاز و مقایسه با نتایج مدل یک‌بعدی ما قصد داریم نتایج یک مقاله موجود (که روتور توربین گاز V94.2 را با مدل تیر یک‌بعدی/1D تحلیل کرده است) را با یک مدل سه بعدی (3D Solid) دقیق مقایسه کنیم. هدف، بررسی دقت مدل‌سازی سه بعدی در پیش‌بینی فرکانس‌های طبیعی، مودهای پوسته‌ای (Shell Modes) و پاسخ به نابالانسی است. هندسه باید در SolidWorks طراحی و تحلیل در ANSYS Workbench انجام شود. (قرار است نتایج را برای یک پروژه استفاده کنم) مراحل و شرح خدمات (Scope of Work): 1. مدلسازی هندسی (CAD): طراحی مدل سه بعدی روتور V94.2 (شامل بخش‌های کمپرسور، شفت میانی و توربین) در نرم‌افزار SolidWorks یا CATIA. هندسه باید بر اساس نقشه‌های کلی موجود در فایل پیوست و دیتای عمومی این توربین تقریب زده شود (نیاز به جزئیات ساخت دقیق نیست، اما ابعاد کلی، توزیع جرم و ممان اینرسی باید تا حد امکان واقعی باشد). ساده‌سازی مدل (Defeaturing) برای تحلیل المان محدود (حذف سوراخ‌های ریز، فیلت‌ها و پیچ‌ها) انجام شود. 2. تحلیل اجزای محدود (FEA) در ANSYS Workbench: وارد کردن هندسه به محیط ANSYS. مش‌بندی مناسب (Mesh Sensitivity Analysis) برای المان‌های Solid. تعریف شرایط مرزی: مدل‌سازی یاتاقان‌ها با استفاده از المان‌های فنر-دمپر (Spring-Damper) یا ابزار Bearing در انسیس. ) از فایل مقاله پیوست استخراج و اعمال شود. 3. انجام تحلیل‌های روتوردینامیک: آنالیز مودال (Modal Analysis): استخراج فرکانس‌های طبیعی و شکل مودها. حتماً باید اثرات ژیروسکوپی (Coriolis Effect) فعال باشد. رسم دیاگرام کمبل (Campbell Diagram): برای بررسی تغییرات فرکانس طبیعی نسبت به دور روتور (از 0 تا 3600 RPM). آنالیز پاسخ هارمونیک (Harmonic Response): اعمال یک جرم نابالانسی استاندارد (طبق API) و گرفتن نمودار دامنه جابجایی بر حسب دور موتور (Bode Plot) برای تعیین دورهای بحرانی. 4. مقایسه و گزارش‌دهی: مقایسه فرکانس‌های بدست آمده از مدل 3D با فرکانس‌های مدل 1D موجود در مقاله پیوست (جدول مقایسه). برجسته کردن مودهایی که در مدل 1D دیده نشده‌اند (مثل مودهای پوسته‌ای دیسک‌ها). خروجی‌های مورد نیاز (Deliverables): فایل اصلی مدل سه بعدی (Part/Assembly سالیدورکس یا STEP). فایل آرشیو پروژه انسیس (wbpz.) که شامل تمام تنظیمات باشد. گزارش متنی (Word) شامل: تصاویر با کیفیت از شکل مودها (Mode Shapes). تصویر دیاگرام کمبل. نمودار پاسخ فرکانسی (Bode Plot). جدول مقایسه اعداد بدست آمده با اعداد مقاله مرجع.