Damage detection in rotating blade by vibrational analysis using finite element method

Joint Authors

Nabil, H. H.
Shwan A. Z.

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 16, Issue 3 (30 Sep. 2010), pp.5548-5568, 21 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2010-09-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

21

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Topics

Abstract AR

حصل التطوير في مراقبة الريش الدوارة لتقليل كلفة الصيانة و تقليل استخدام الأيدي العاملة لتحسين ظروف السلامة و المحافظة على العمر الافتراضي للريشة، لذا كان من الضروري مراقبة كمالية الريشة.

استخدمت في هذه الدراسة أربعة Coordinate Systems لوصف حركية الريشة و من ثم صياغة مصفوفتي الجساءة و الكتلة مبدأ Hamilton Principle و طريقة العناصر المحددة FEM محاور، حيث أن كل عنصر يحوي سبع درجات من هاملتون الحرية و بهذا استخدم الحل العددي لحساب الترددات الطبيعية و أشكالها الاهتزازية أثناء سكون الريشة و أثناء دورانها في الفراغ (لتقليل تأثير قوة الهواء) و ألتماس تأثير القوة الطاردة المركزية، و من ثم تمثيل الضرر في الريشة على شكل نقصان في و على شكل شقوق Cracks الجساءة.

بالاعتماد على الترددات الطبيعية و أشكالها الأهتزازية تم استخدام عدة طرق لكشف الأضرار و ذلك باستخدام سيناريوهات خاصة بهذه الأضرار و مواقعها على الريشة.

تم التوصل إلى نتائج معقولة، و قد تم دراسة بعض المتغيرات مثل شدة الضرر، موقعه و تأثير سرعة دوران الريشة على طرق الكشف المستخدمة، و من ثم تقييم هذه الطرق لاقتراح الطريقة الفعالة و هذا هو الغرض الرئيسي من هذه تم استخدام برنامج الحاسبة MATLAB7 الدراسة، كما تم التوصل إلى استنتاجات مقبولة أيضا.

Abstract EN

The development of monitoring systems for rotating blade has been driven by a desire to reduce the maintenance costs and human interaction to improve the safety, reliability and operational life, so it is urgent to monitor the integrity of a structural systems.

In this study four different coordinate system has been used to describe the blade motion, then an element stiffness and mass matrices has been formulated by using Hamilton, s principle and finite element method, where each element has been described by seven degrees of freedom, so the method has been demonstrated analytically on a finite element model to estimate the modal parameters under rotating and non-rotating conditions in vacuum (to eliminate aerodynamic effect and damping coefficient) and to capture centrifugal effect, so the damage has been simulated by stiffness reduction of assumed elements and by crack form.

These results was reasonable, so many parameters has been investigated such as, damage severity, damage location and the effect of rotation speed on these methods have been studied, as well as an assessment has been provided for these methods via statistic to suggest the effective method and this is the main objective, so The residual error method was the best, compared with other methods.

all formulations and computations has been coded in MATLAB version 7.

American Psychological Association (APA)

Nabil, H. H.& Shwan A. Z.. 2010. Damage detection in rotating blade by vibrational analysis using finite element method. Journal of Engineering،Vol. 16, no. 3, pp.5548-5568.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288212

Modern Language Association (MLA)

Nabil, H. H.& Shwan A. Z.. Damage detection in rotating blade by vibrational analysis using finite element method. Journal of Engineering Vol. 16, no. 3 (Sep. 2010), pp.5548-5568.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288212

American Medical Association (AMA)

Nabil, H. H.& Shwan A. Z.. Damage detection in rotating blade by vibrational analysis using finite element method. Journal of Engineering. 2010. Vol. 16, no. 3, pp.5548-5568.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-288212

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 5568

Record ID

BIM-288212