{pt_PT=Frequency domain response of a propfan using finite element method and experimental study on a rotor} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Actualmente, o estudo da Dinâmica de Rotores é fundamental para compreender o comportamento de grande parte das máquinas rotativas, tais como: turbinas, compressores, bombas e geradores. Na indústria aeronáutica, a Dinâmica de Rotores é bastante importante e, maioritariamente, usado no contexto dos motores das aeronaves. Uma vez que é inevitável evitar falhas em estruturas reais, devido ao fabrico imperfeito ou a acidentes operacionais, é essencial prevenir e corrigir o comportamento indesejado de máquinas rotativas. Por conseguinte, esta tese é focada na validação de um método numérico (Método de Elementos Finitos) usado para simular a resposta dinâmica de máquinas rotativas. O processo de validação é realizado através de uma comparação directa dos resultados obtidos pelo método dos elementos finitos, com valores experimentais. O teste experimental foi dirigido para o estudo da resposta em frequência de um sistema de rotores, o ”SpectraQuest’s Machinery Fault Simulator” (MFS). A metodologia experimental é, completamente, descrita e as Funções de Resposta em Frequência (FRFs) usadas para prever condições de ressonância, são cuidadosamente interpretadas. Os testes são divididos em duas etapas: na primeira etapa, obtém-se as FRFs do rotor em repouso (usando o teste do martelo de impacto); na segunda etapa, adquire-se a resposta do sistema em operação para diferentes velocidades de rotação (usando a função ”autospectrum”). Após a conclusão do processo de validação, o método numérico desenvolvido é aplicado a um caso de estudo da aeronáutica, o motor Propfan criado no âmbito do projecto Europeu DUPRIN (DUcted PRopfan INvestigation)., en=Nowadays, the study of Rotordynamics is fundamental to comprehend the behaviour of most rotating machinery, such as turbines, compressors, pumps and generators. In the aeronautical industry, the Rotordynamics field is very important and mostly used in the subject of aircraft engines. Since it is inevitable to avoid faults in real structures, due to imperfect manufacturing or unwanted operation accidents, it is essential to design, predict and correct the unwanted behaviour of rotating machinery. As such, this thesis is focused on the validation of a numerical method (Finite Element Method) used to measure the dynamic response of rotor machinery. The validation process is performed by a direct comparison of the results obtained, resorting to the finite element model, with experimental values. The experimental test is focused on the frequency response study of a rotor system, the Spectra Quest’s Machinery Fault Simulator (MFS). The experimental methodology is thoroughly described and the Frequency Response Functions (FRFs), used to predict resonance conditions, are carefully interpreted. The tests are divided into two stages: in the first stage, one obtains the rotor’s FRF while at rest (using the impact hammer test); in the second stage, one acquires the system’s response while operating at different spin speeds (using the autospectrum function). After concluding the validation process, the developed numerical method is applied to a case-study of aeronautics, the Propfan engine created under the European project DUPRIN (DUcted PRopfan INvestigation).}

Discussão: novembro 21, 2017, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Luís Guilherme Figueira Franco (ist173480)

ORIENTADOR

Miguel António Lopes de Matos Neves

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar