小ボス比軸流圧縮機に関する実験 : 第2報 主として翼の振動応力について

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タイトル別名
  • 小ボス比軸流圧縮機に関する実験-2-
  • ショウボスヒジクリュウ アッシュクキ ニ カンスル ジッケン 2
  • Experiments on an axial-flow testing compressor with small boss-ratio : 2nd. Report, Vibratory stresses of blades

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抄録

新しい動翼が準備されたのを機会に,新,旧動翼による流速分布や特性曲線の様子を比較するとともに,三次元流れを伴う内部定常流れや非定常流れ,とくに旋回失速に及ぼす入口整流格子や静翼の影響を明らかにした.さきに旋回失速の実験中動翼が折損し,その折損が疲労によるものであることを確認するためと,もともと小ボス比の翼の振動の実態を明らかにする必要が痛感されていたので,引きつづき動,静翼の振動を記録しかつその応力を測定した.その結果,動翼は旋回失速に入るやその振動応力は急増し,その値が疲労試験の結果とよく一致するので,旋回失速もしくは失速フラッタに基く疲労折損であることが確認された.また静翼については,絞り全開すなわち設計点においてすでに予想に反して大きな振動応力を生じていることがわかった.よって静翼の取付け角を変えて実験を行い,その結果,全開時においても翼静ボス部の流れはすでに剥離しており,またこの際の空力的減衰も失速フラッタの場合のようにかなり小さく,そのため静翼に著しく大きな振動応力を生ずる場合もあることがわかった.

Experiments on new rotor blades in a single-stage axial-flow compressor with hub-tip ratio of 0.3, which have previously suffered rotor blade failures during its initial test of rotating stall, are carried out. Both moving blade rows show a large disagreement in the pressure-rise characteristics, particularly hysteresis of rotating stall process, while having almost similar distribution of internal flow. Alternating stresses on moving and stational blades are measured by strain gauge method under several flow conditions. The tests on rotor blade are used to indicate the possibility of high dynamic stresses which is occuring as soon as a large rotating stall of single cell appears and is so sufficient to cause the previous fatigue failure of rotor blade. Contrary to expection, the similar tests on stator blade show that its vibratory stress is found to be more extensive even when the compressor runs under the normal or designed condition without such a rotaing stall. A number of experimental measurements of flow distribution and damping force are obtained by changing the stagger angle of stator blades. It is seen that a considerable excitation is present near the hub side of stator blade due to the local separation of flow even at the engine design point and, in addition, the stator blades setting at the normal stagger angle has little aerodynamic damping for flexure vibration just like in the case of stall flutter.

資料番号: SA4135030000

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