Rotore operante in campo lineare elastico

Scritto da Valerio Rossi Martedì 23 Febbraio 2010

Lo studio in questione riguarda l’andamento delle tensioni in un rotore sollecitato in campo lineare elastico da una distribuzione di tensione al raggio interno ed al raggio esterno, soggetto al campo centrifugo ed al campo termico.

Come dati di progetto sono state fissate le dimensioni del mozzo e della corona, mentre per il profilo del disco è stata scelta una legge di variazione iperbolica. Lo studio è stato affrontato sia da un punto di vista analitico, risolvendo le equazioni generali del disco, che da un punto di vista numerico, mediante il metodo di Manson. In entrambi i casi è stato utilizzato il software Matlab, con il quale è stato realizzato un codice di calcolo.

Il rotore ha una velocità di rotazione pari a n = 6000 giri/min ed è inoltre soggetto ad un campo termico tale che la differenza di temperaturatra il raggio esterno ed interno del disco risulti di 100 K; la temperatura sull’asse è assunta pari a quella di riferimento, ovvero 293.15 K. Ai fini del calcolo analitico dello stato tensionale e degli spostamenti è stato schematizzato il rotore come tre differenti dischi. Il mozzo e la corona sono considerati come dischi forati di spessore costante, mentre il disco viene studiato come disco forato di profilo iperbolico; a tal fine è necessario garantire l’equilibrio e la congruenza tra le parti stesse.

Inoltre si è anche provveduto a stimare il valore dell'interferenza presente tra albero e disco in condizioni operative e di montaggio, verificando che in quest'ultimo caso le tensioni presenti siano inferiori a quella ammissibile. È stato quindi dimostrata l'affidabilità dei risultati ottenuti nei due procedimenti, analitico e numerico, essendo quasi sovrapponibili, validando cosi la procedura numerica utilizzata.

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