| 研究概要 |
本研究は原子力発電機用タービンおよび風力発電用のタービンに代表される長翼を持った回転体を対象とし,長翼構造と,回転軸や架台などの支持構造との連成振動メカニズムの解明を行うことで,連成振動の観点から,安全設計手法および安全運転評価指標を開発することを研究の目的とする.平成23年度は,主に,平成22年度に導出した縮小モデルによる数値計算と簡易実験装置による実験結果の比較を実施した.
1.縮小モデルによる翼軸連成振動解析
FEMによる大規模な数値計算によらず,モード合成法に基づく縮小モデルによって,節直径k=1の翼面内振動と回転軸の並進運動との連成,また,直径節k=1の翼面外振動と回転軸の傾き運動との連成について固有値計算を実施した.回転数Ωと翼の固有振動数ωb,および,回転軸の傾き運動の固有振動数ωsとの間にはΩ=1ωb±ωs1の関係が成立する条件で,連成により翼振動が大きくなる計算結果が得られた.
2.実験結果との比較
2.1 0°翼,90°翼,45°翼の回転試験結果と1.の計算結果とを比較し,導出された連成条件で翼の振動振幅が増大することが確認できた.これにより,導出したモデルは,複雑なFEMモデルで長時間のシミュレーションをしなくとも翼軸連成振動問題に対処できることが確認された.
2.2 平成22年度中に実施した実験で発生した過大な振動について簡易モデルで解析し,振動の原因が推察された.
2.3 磁気軸受を回転軸の加振に利用するため,軸が回転中している状態で,磁気軸受が発生できる磁力の測定を実施した.この結果をもとに,来年度,回転軸の傾き振動と軸ねじり振動の連成について検討する予定である.
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