Assessment of geometric nonlinearities influence on NASA rotor 37 response to blade tip/casing rubbing events
Évaluation de l'influence des non-linéarités géométriques sur la réponse du rotor 37 de la NASA à des interactions de contact aube/carter
Résumé
This paper uses a recently derived reduction procedure to study the contact interactions of an industrial blade undergoing large displacements. The reduction technique consists in projecting the dynamical problem onto a reduction basis composed of Craig-Bampton modes and a selection of their modal derivatives. The internal nonlinear forces due to large displacements are evaluated with the stiffness evaluation procedure and contact is numerically handled using Lagrange multipliers. The numerical strategy is applied on an open industrial compressor blade model based on the NASA rotor 37 blade in order to promote reproducibility of results. Two contact scenarios are investigated: one with direct contact between the blade and the casing and one with an abradable material deposited on the casing. The influence of geometric nonlinearities is assessed in both cases. In particular, contact interaction maps and abradable coating wear pattern maps are used to identify the main interactions that can be detrimental for the engine integrity.
Dans cet article, une méthode de réduction récemment développée est utilisée pour étudier les interactions en contact d'une aube industrielle soumise à de grands déplacements. La méthode de réduction consiste à projeter le problème dynamique sur une base de réduction composée de modes de Craig-Bampton et d'une sélection de leurs dérivées modales. Les forces internes non linéaires causées par les grands déplacements de la structure sont évaluées avec la méthode dite `stiffness evaluation procedure' et le contact est traité numériquement à l'aide de multiplicateurs de Lagrange. La stratégie numérique est appliquée à un modèle ouvert d'aube de compresseur industriel (l'aube rotor 37 de la NASA) afin de permettre la reproductibilité des résultats. Deux scénarios de contact sont étudiés, respectivement avec contact direct entre l'aube et le carter et avec un matériau abradable déposé sur le carter. L'influence des non-linéarités géométriques est évaluée dans les deux cas. En particulier, des cartes d'interaction et des cartes d'usure sont utilisées pour identifier les interactions en contact les plus dangereuses pour l'intégrité du moteur.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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