Отзыв оппонента3 (531295)
Текст из файла
В диссертационный совет Д 212.125.05 при ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4 ОТЗЫВ официального оппонента д.т.н., проф. Темиса Ю.М. на диссертационную работу Насонова Дмитрия Александровича «Методология расчета и динамический анализ турбозубчатых агрегатов главного привода судовых гребных винтов», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 01.02.06- «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры». 1. Актуальность темы. Турбозубчатые агрегаты (турбина, редуктор и валопроводы) являются важной частью силовых установок на судах различного назначения. Создание этих агрегатов требует выполнения большого объема как проектных, так и экспериментальных работ.
Сокращение сроков и стоимости создания силовых установок возможно за счет сокращения объемов экспериментальных исследований, что требует более широкого использования методов математического моделирования. В связи с этим тему диссертационной работы Д.А. Насонова, посвященной разработке методов, моделей и алгоритмов для исследования динамических процессов в судовых турбозубчатых агрегатах, следует считать актуальной. 2. Научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы.
Результаты исследований автора изложены в работе объемом 278 стр., включающей пять разделов, заключение, список литературных источников из 298 наименований, трех приложений. ~оький отдел ЯАБ !Бх. М 1г4 — -Ы-:~-7 В иервом разделе определяются основные источники вибрации главных турбозубчатых агрегатов (ГТЗА), сам ГТЗА делится на три основных компонента — турбину, валопровод и редуктор.
Указаны проблемы, с которыми сталкиваются конструкторы планетарных редукторов большой мощности в том числе приведен подробный обзор причин возникновения вибраций и методов снижения их уровня (планетарный редуктор — основной источник вибраций ГТЗА). Отмечено, что на общие вибрации ГТЗА также влияют вибрации роторов и валопроводов. Вибронадежность конструкции, зависит от вибрации лопаточных венцов и облопаченных рабочих колес турбоагрегатов. Альтернативой экспериментальным исследованиям для оценки вибраций и определению особенностей конструкции их вызывающих, является технология математического моделирования, основанная на применении современных численных методов. Автор привел обзор программных комплексов МКЭ, на основе которых можно разработать методику динамического анализа конструктивных элементов ГТЗА и отметил, что определенный интерес представляет разработка предметно- ориентированного программного комплекса, предназначенного для исследования узкого класса важных задач.
Учитывая актуальность вышеперечисленных проблем и необходимость создания современной методики динамического анализа ГТЗА и его узлов, сформулированы цель и основные задачи исследования: разработка и тестирование эффективных расчетных схем моделирования колебаний узлов ГТЗА, создание специализированного программного комплекса расчета колебаний лопаток и рабочих колес турбомашины.
Второй раздел посвящен методики моделирования и анализа динамических характеристик планетарных редукторов, входящих в состав турбозубчатого агрегата. Научное и практическое значение имеет расчетная схема всей конструкции, включающая трехмерную модель корпуса и трехмерную модель кинематической схемы. При этом использованы трехмерные объемные элементы, оболочечные элементы, контактные элементы. Ценность разработанной модели заключается в том, что результаты расчета НДС сопоставлены с экспериментальными результатами.
Определенное внимание уделено разработке эффективных расчетных моделей, приводящих к снижению времени счета. На основе анализа результатов расчетов, выполненных по полной модели редуктора, создана упрощенная модель, в которой исключены контактные элементы. Эта модель применена для исследования вынужденных колебаний редуктора, вызванных процессом пересопряжения зубьев, с учетом взаимовлияния вращающихся и невращающихся элементов, жесткостей опор амортизаторов.
Отметим, что параметры зубчатых зацеплений упрощенной модели для исследования динамики системы определяются из предварительных статических расчетов полной модели. Верификация модели проводилась путем сравнения результатов расчетов с уже имеющимися с экспериментальными данными, полученными на испытательном стенде. Для этого был разработана модель всего стенда, состоящего из приводной турбины и двух идентичных редукторов. Созданная и верифицированная модель применена в исследованиях вынужденных колебаний редуктора, результаты которых приведены в четвертом разделе. Т~мигий раздел посвящен методологии моделирования входящих в состав ГТЗА турбины и валопроводов.
Основное внимание уделяется построению максимально упрощенных моделей ротора турбины с опорами. Здесь также используется принцип оценки корректности принимаемых допущений путем сравнения с расчетами по более точной модели. Автор исследовал возможности комплекса программ АХБУЯ для моделирования колебаний вращающихся элементов судовых установок. В результате разработаны методические указания по созданию моделей различной степени точности для роторов с лопатками, валопроводов и дисковых муфт. Получена методика построения модели ГТЗА с максимальной детализацией основного источника вибрации — редуктора, и максимальным упрощением остальных компонентов.
Для построения модели ГТЗА написана программа на языке параметрического моделирования в комплексе АЯКУЧО. Применение этой программы позво- ляет, рассматривать узлы агрегата как блоки в динамической модели и, по мере необходимости, менять степень точности их описания.
В четвериюм разделе приведены результаты исследований динамики ГТЗА. Проведен анализ влияния на амплитудно- частотные характеристики (АЧХ) системы неравномерности нагрузки по сателлитам, что имеет место на практике в связи с погрешностями изготовления и сборки. Проведен анализ влияния на АЧХ перекосов в зубчатых зацеплениях и соединениях. Проанализировано влияние фазовых отклонений возмущающих сателлит сил от строгой противофазности (силы со стороны солнечной шестерни и со стороны эпицикла).
В результате проведенных исследований даны конкретные рекомендации по совершенствованию конструкции с целью снижения уровня вибрации. Следует отметить тщательность проведенного исследования и учет взаимовлияния различных отклонений параметров конструкции от номинальных на уровень вибраций. Пятый раздал посвящен разработке импортозамещающего программного обеспечения для оценки собственных колебаний рабочих колес турбоагрегатов, что связано с вибрационной надежностью лопаточного аппарата. Автор детально рассмотрел математическую постановку и схему решения задачи расчета собственных колебаний методом конечных элементов, сделав акцент на особенностях конструкций, узлов и деталей турбозубчатых агрегатов.
Приводится описание комплекса программ, созданного автором для решения задач статики и динамики лопаток и дисков турбин. Определенный интерес вызывают результаты тестирования различных конечных элементов, в том числе и разработанных автором специально для расчета лопаток и дисков турбин. Следует отметить, что эти весьма эффективные конечные элементы отсутствуют в известных коммерческих программных комплексах МКЭ.
Определенную ценность также представляют результаты тестирования конечных элементов различного типа и рекомендации по их применению при создании расчетных схем для деталей и узлов турбомашин. Приведены результаты исследования собственных форм и частот колебаний рабочих колес турбомашин. Несмотря на то, что эта проблема исследовалась ранее многими авторами, автор получил ряд результатов, которые следует считать новыми. К ним следует отнести детальное исследование моделей с поворотной (циклической) симметрией. Важным является вывод о свойствах широко применяемой частотной диаграммы и границах ее применения. Отметим также вывод автора, что при некоторых соотношениях жесткостей лопаток и диска применение алгоритмов основанных на схеме с циклической симметрией неправомерно.
Ярким результатом является рис. 5.19 приведенный на стр. 220, демонстрирующий, что при колебаниях рабочего колеса по 5 форме с 14 диаметрами на чередующихся лопатках могут реализоваться одновременно как изгибные, так и крутильные, либо смешанные формы колебаний. Это возможно при определенном соотношении между жеткостями диска, лопаток и замкового соединения. Причем, если отказаться от требования циклической симметрии, форма колебаний системы может быть еще сложнее.
На ряде примеров автор продемонстрировал чувствительность результатов расчетов податливостей диска и замковых соединений к граничным условиям. Отметим, что созданные автором конечные элементы для трехмерного анализа продемонстрировали высокую эффективность. 3.
Новыми научными результатами, полученными автором диссертации следует считать разработку обоснованной методики динамического анализа турбозубчатых агрегатов и валопроводов; выводы и рекомендации по применению специализированных конечных элементов для создания расчетных схем различной степени точности для деталей и узлов турбозубчатого агрегата; критерии корректности применения схем с поворотной (циклической) симметрией.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
