FEM을 이용한 터빈 로터의 정적 구조 해석에 대한 경계 조건

주어진 각도 속도, 즉 1000rad / s로 회전하는 터빈 로터의 정적 구조 분석을 수행하려고합니다. CFD 분석의 압력 분포도 알고 있습니다. 정적 구조 해석의 경계 조건은 무엇입니까? 각속도를 관성 하중으로, CFD의 압력 분포를 적용 하중으로 사용할 수 있습니다. 그림 1과 같이 표면 1의 이동 / 회전을 억제해야합니까? 그렇다면 왜 그렇습니까?

압력 하중에 대한 CFD 분석이 정확하면 모든 압력 하중의 결과에 축 방향 하중과 전체 조립품의 토크가 포함되어야합니다. 토크가 없으면 터빈은 쓸모가 없습니다! 축 방향 하중은 전체 기계에는 유용하지 않지만 피할 수는 없습니다.

회전 여부에 관계없이 터빈 휠은 강체로 공간에서 움직일 수 있습니다. 따라서이를 방지하기 위해 구속해야하며 적용된 축 방향 하중과 토크의 균형을 유지하는 반력을 생성해야합니다.

이를 수행하는 가장 좋은 방법은 터빈 샤프트에 부착 될 위치에서 구속하는 것입니다. 그런 다음 디스크에서 "올바른"스트레스 분포를 얻게됩니다. 다른 임의의 지점에서 구속하면 해당 지점에서 비현실적인 스트레스를받을 수 있습니다.

(터빈 디스크는 아마 되지 는 축에 수축 적합하지 않는 한 "면 1"에서 샤프트에 부착 -. 예를 들어 당신이 그 표면을 통해 샤프트에 볼트 수있는 실제적인 방법이 없다가)

실제로, 이것을 모델링하는 훨씬 더 효율적인 방법은 하나의 블레이드를 포함하는 터빈 휠의 섹터를 모델링하고 다른 모든 섹터의 처짐이 동일하다는 사실에서 정확한 경계 조건을 도출하는 것입니다 (원통 극으로 측정 할 때) 좌표)-그러나 그렇게하는 방법에 대한 자세한 내용은 실제 질문의 범위를 벗어납니다.