Ani sıcaklık değişimi etkisindeki türbin kanadı nonlineer titreşimlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi

Bu çalışmada değişik sıcaklık etkileri göz önüne alınarak dönen türbin kanadının lineer ve nonlineer titreşim karakteristikleri Rayleigh çubuğu hali, ve boyuna-eğilme girişimi ve büyük yer değişimleri göz önüne alınarak sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Bunun yanısıra iki yüzey arasındaki basınç farkı göz önüne alınmış ve sıcaklık etkilerinin zorlanmış titreşim sonuçlarına olan tesiri araştırılmıştır. Sıcaklık etkileri; 1. iki yüzey arasındaki sıcaklık farkı, 2. Kanat boyunca sıcaklık değişimi, 3. Ani sıcaklık değişimi başlıkları altında incelenirken kanat mekanik özelliklerinin sıcaklıkla değişiminde göz önüne alınmıştır. Bu sıcaklık etkilerinin nonlineer titreşim karakteristikleri hesaplanırken; a. Maksimum kesit dönmesi kullanılarak, b. Kesit dönmesi sürekli değişim formunda ele alınarak farklı çözümler geliştirilmiştir. Nonlineer titreşimlere; 1. Boyuna-eğilme girişimi, 2. Büyük yer değişimleri ilave edilmiştir. Bütün bunların yanı sıra Rayleigh çubuğunda olduğu gibi kesit dönmesi etkileri göz önüne alınarak çözümler yapılmıştır. Türbin kanadı titreşim karakteristiklerine etki eden temel büyüklüklerden, disk yarıçapı, dönme hızı, kanat konum açısı, iki yüzey arasındaki sıcaklık farkı ve kanat boyunca sıcaklık farkı gibi parametrelerin beraberce göz önüne alınmasıyla çözümler elde edilmiştir. Kanadın iki yüzeyi arasındaki basınç farkı ise yayılı yük olarak düşünülmüş ve bu yük virtüel işler prensibi kullanılarak her elemana etkiyen eşdeğer kuvvet vektörüne indirgenmiştir. Bu eşdeğer kuvvetlerin etkisiyle meydana gelen titreşim genliklerine kanat boyunca sıcaklık değişiminin etkileri de dahil edilmiştir. Hesaplar ankestre-serbest, ankestre-ankestre, basit-basit sınır şartları için yapılmıştır. Bulunan sonuçlar daha önceki yazarların kullandığı yöntemlerle karşılaştırılmış, ani sıcaklık değişimlerini ve kanat boyunca ve iki yüzeyi arasındaki sıcaklık değişiminin, dönen türbin kanatlarında göz önüne alınması gerektiği sayısal değerlerle gösterilmiştir.