Modelli unidimensionali per l'analisi modale di palette di turbina
Mattia Gianelli
Modelli unidimensionali per l'analisi modale di palette di turbina.
Rel. Daniele Botto, Stefano Zucca. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Aerospaziale, 2021
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Abstract
Nell'analisi preliminare per il progetto di una turbina in un impianto di generazione di potenza, acquisisce importanza la risposta modale delle palette che caratterizzano il settore fondamentale composto da disco e pala: i solutori FEM commerciali attuali analizzano con elevata precisione le caratteristiche modali della pala, sfruttando una discretizzazione con un elevato numero di elementi, ma questa tipologia di analisi richiede un elevato costo computazionale e tempo di calcolo, i quali aumentano con la precisione della mesh della struttura utilizzata. In questa tesi, si sviluppa un modello unidimensionale per l'analisi della risposta modale di una paletta di turbina andando a modellare tale componente come un elemento trave vincolato ad un estremo e posto in un campo di forze centrifugo.
Per la pala in questione, vengono considerati gli effetti di accoppiamento tra la flessione e la torsione, effetto che nasce per una sezione trasversale con baricentro e centro di taglio non coincidenti, e di ingobbamento delle sezioni trasversali, con l'introduzione di un nuovo grado di libertà aggiunto a quelli ben noti dell'elemento trave, e in conclusione anche il contributo per lo svergolamento delle sezioni verso l'estremità della pala.
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