Fulltext

Vibration Analysis of Rotating Pre-Twisted Cantilever Plate by using the Finite Element Method

Oday I. Abdullah

Journal of Engineering مجلة الهندسة
ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 1 Pages: 3492-3505
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

In this paper the finite element method has been used to determine the fundamental natural frequencies of a pre-twisted plate mounted on the periphery of a rotating disc. Three dimensional, finite element programs was built using three noded triangular shell element as a discretization element for cantilever plate, this element has six degrees of freedom at each node. All formulations and computations are coded in (FORTRAN-77). The investigation covers the effect of speed of rotation, disc radius, aspect ratio, pre-twist angle and skew angle on the vibration characteristics of rotating cantilever plate. For this analysis, the initial stress effect (geometric stiffness) and other rotational effects except the corioles acceleration effect have been included. The eigenvalues have been extracted by using simultaneous iteration technique. Results shown that the natural frequencies increase when; angular speed and disc radius are increases.

استخدمت في هذا البحث تقنية العناصر المحددة لحساب الترددات الطبيعية الاساسية لصفيحة ملتوية مثبته بقرص دوار. تم تمثيل هذه الصفيحة كقشرة دوارة, باستعمال العنصر المثلث كعنصر تجزئة لهيكل الصفيحة, حيث يحتوي هذا العنصر على ثلاث عقد لكل عقدة ست درجات من الحرية. تم الحصول على كل النتائج باستخدام برنامج حاسوب بلغة (FORTRAN-77). البحث درس تأثير عدة متغيرات مثل سرعة الدوران و نصف قطر القرص و نسبة الطول إلى العرض و زاوية الالتواء و زاوية التثبيت على خصائص الاهتزاز في الصفائح الدوارة. في هذا التحليل تمت دراسة تأثير الإجهاد الابتدائي (الجسأة الهندسية) و التأثير ألدوراني بدون الأخذ بنظر الاعتبار وجود تأثير تعجيل كيريولس (Coriolis acceleration), وباستخدام تقنية التكرار المتزامن لحساب الترددات الطبيعية. تبين النَتائِجَ بأنّ التردداتَ الطبيعيةَ تَزِيدُ بزيادة السرعةِ الزاويةِ ونصفِ قطر القرصِ.

Keywords

rotating pre-twist plate --- natural frequency --- geometric stiffness --- FEM.