В статье предложен расчетный метод задания центробежных нагрузок роторов свободной турбины, учитывающий дисбаланс ее валов. Традиционный метод этот эффект не учитывает, тогда как при приближении к критическим частотам дисбаланс может привести к значительным прогибам ротора. На примере системы из трех валов описан метод задания центробежных нагрузок при решении задачи теории упругости в балочной аппроксимации с применением метода конечных элементов и метода разложения по формам собственных колебаний. Рассмотрены нагрузки от разнотолщинности, биения наружной поверхности и биения посадочных поверхностей. Проведен эксперимент, который состоял в вибрационных испытаниях газотурбинного двигателя. На тестовой задаче показано, что учет дисбаланса валов приводит к результатам, более близким к экспериментальным.

In the paper, a calculation method for specifying the centrifugal loads (SCLM) of free turbine rotors (turbine shaft unbalance method) has been put forward. The traditional method does not take this effect into account whereas the unbalance can lead to significant rotor deflections when approaching the critical frequencies. The SCLM in the solution of the problem within the elasticity theory in beam approximation using the finite element method (FEM) and the eigenfunction expansion method was exemplified by a three shaft system. The loads caused by thickness variation, radial runout of outside surfaces and the one of mounting surfaces were considered. An experiment consisting of vibration tests of a gas turbine engine was carried out. The test task showed that taking the shaft unbalance into account gave results being closer to the experimental ones.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 16, № 1, 2023. — 1 файл (8,31 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j23-367.pdf>.