Fundamental Eigenfrequency of a Rotating Blade
Application ID: 9288
The eigenfrequencies of a rotating blade are studied in this benchmark. It shows how stress stiffening and the combined effect from stress stiffening and spin softening affects the fundamental eigenfrequency.
High rotational speed in rotating machineries can result in centrifugal forces of considerable magnitude. The forces induced by the rotation give rise to two counteracting effects: stress-stiffening and spin-softening (or centrifugal softening). The former is caused by the stationary stress field created by the centrifugal force and acts to increase the stiffness of the body, and so increase its resonance frequencies. At the same time, any radial displacement away from the axis of rotation increases the centrifugal force, while motion toward the axis decreases it. This application shows how the combined effect from stress-stiffening and spin-softening affects the fundamental eigenfrequencies of a blade attached to a rotating shaft. The eigenfrequencies obtained from the model are compared to analytical solutions.
The model also illustrates how to add the effect of Coriolis forces. Furthermore, a parametric study is performed to evaluate the effect of the angular velocity of rotation on the eigenfrequencies of the blade. The result is represented in the form of a Campbell diagram.
Dieses Beispiel veranschaulicht Anwendungen diesen Typs, die mit den folgenden Produkten erstellt wurden:
Allerdings können zusätzliche Produkte erforderlich sein, um es vollständig zu definieren und zu modellieren. Weiterhin kann dieses Beispiel auch mit Komponenten aus den folgenden Produktkombinationen definiert und modelliert werden:
- COMSOL Multiphysics® und
- entweder Acoustics Module, MEMS Module, Multibody Dynamics Module, oder Structural Mechanics Module
Die Kombination von COMSOL® Produkten, die für die Modellierung Ihrer Anwendung erforderlich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann Randbedingungen, Materialeigenschaften, Physik-Interfaces und Bauteilbibliotheken umfassen. Bestimmte Funktionen können von mehreren Produkten gemeinsam genutzt werden. Um die richtige Produktkombination für Ihre Modellierungsanforderungen zu ermitteln, lesen Sie die Spezifikationstabelle und nutzen Sie eine kostenlose Evaluierungslizenz. Die COMSOL Vertriebs- und Support-Teams stehen Ihnen für alle Fragen zur Verfügung, die Sie diesbezüglich haben.