Progress report. In Project course in Engineering mechanics. SGT 700 compressor 1 st stage blade in composite material. A report made by Group C

Transkript

1 Progress report In Project course in Engineering mechanics SGT 700 compressor 1 st stage blade in composite material A report made by Group C Written by Ganarupan Satha

2 Sammanfattning Denna lägesrapport behandlar perioden mellan 26 oktober till 11 november. Efter mötet med Siemens Ronnie Bladh har flera metoder förbättrats dessa är infallsvinkelsberäkning och metoder för att kunna beräkna vridningen i ANSYS. Efter kontinuerlig kontakt med Robert Eriksson i material avdelningen har vi även bestämt oss för den slutliga material, vilket kommer att appliceras på den enkla plattan. Vi har även kommit in mer på kompositmekaniken på allvar, så som att finna en metodik för att hitta en någorlunda optimal lay up för ett visst kriterium som anges. Detta arbete går framåt. Däremot har det gått mindre bra på CFD området, där vi har fortfarande problem med 25 % fallen. Resultatet konvergerar ganska bra för lägre tryckförhållande då vi använde en ganska bra mesh. Vi har gått vidare med att testat olika rotation på profilen för att kunna sätt upp en metodik för att ta fram den optimala profilen för 25 % fallen. För den kommande perioden måste gruppen lägga mer fokus på kompositmekanik och få de önskade egenskaper på den enkla plattan. Även bli klar inom kort tid med 25 % fallen med finare mesh, något högre tryckförhållande och få bättre konvergerade resultat och sedan gå vidare med att ta fram den optimala profilen för 25 % fallen som klarar av goda aerodynamiska egenskaper. 2

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... 2 Uppnådda resultat... 4 Förväntade resultat för kommande period... 5 Modifierad tidsplan... 6 Kommentarer för den modifierade tidsplanen... 7 Budget... 8 Risker

4 Uppnådda resultat Under denna period har flertal framsteg gjorts, har valt det slutliga materialet som ska appliceras på enkel platta. Har även tagit fram metodiken för att testa enkel plattan. För att kunna beräkna retwists så har vi börjat med programmering och förstå styvhetsmatris i kompositdelen. Gällande programmeringsdelen har vissa framsteg gjorts. För ett visst antal lay ups kan dessa vridas genom att köra ett script i APDL mechanical. Efter mötet med Siemens Ronnie Bladh har flera existerande metoder förbättrats dessa är infallsvinkelsberäkning och metoder för att kunna beräkna vridningen i ANSYS. Däremot har det gått mindre bra på CFD området där har vi fortfarande problem med 25 % fallen. Resultatet konvergerar ganska bra för lägre tryckförhållande då vi använde en någorlunda bra mesh, med detta har vi testat olika rotation på profilen för att kunna sätt upp en metodik för framtida arbetet inom att ta fram den optimala profilen som klarar av goda aerodynamiska egenskaper. Det finns flera anledningar till att 25 % fallen inte gick bra, de första är att de tar långt tid att simulera, så att vi har haft problem med att spara den slutliga resultat, då datorn har loggat ut. Den andra är inställningar i CFX PRE som kan ha orsakat sämre resultat. Den tredje är Turbogrid licensen vilket gjorde ytterligare försening med att förfina meshen. 4

5 Förväntade resultat för kommande period Under den kommande perioden, 12 november till 30 november, förväntas den önskade vridningen för 25 % fallet i CFX bli klart, som klarar av goda aerodynamiska egenskaper (stall egenskaper osv). Samtidigt anses kompositdelen också mycket viktigt, så parallellt med detta så måste vi få ut en indikation på att kompositen klarar av de önskade egenskaper som vi vill ha, för att hela projektet går ut på detta. 5

6 Modifierad tidsplan Budget [Hours] Project leader period Anders Jonas Ganan Dinh Olof Material Background research 30 Investigate materials, properties etc. 50 Calculating material properties 110 Obtain optimal material properties 350 Solid Mechanics Investigate behaviour of existing blade 90 Investigate twisting at full load, part load etc 100 Test behaviour of composite properties on single rect. plate 250 Transfer the composite to the existing blade 40 Test untwist and retwist at the relevant loading cases 200 Fluid Mechanics Investigate the current CFD models (different meshes etc?) 200 Tutorials 30 Create Matlab tool 100 Check the incidence angles for the new composite blade 50 Mile stones Background research done! ** Selection of possible materials Possible composite material properties done Done testing the current model (FEM) Done testing the current models (CFX) ** Done testing the simple plate model (CFX) Creation of Matlab tool completed Simple plate "working"? Transfer composite to the existing blade ** **? **? Analysis and conclusions done? Project report done! Project report: Project presentation: Project report deadline: Symbol explanation: Plan Result Prognosis Moved ** Milestone plan Milestone prognosis 6

7 Kommentarer för den modifierade tidsplanen Lite små förändringar har gjorts på tidsplaneringen. De första är projektledare tid har förändrats för Ganarupan Satha, Dinh Binh Thuan och Olof Källstrand. Vid uppstarten hade vi interna problem inom gruppen att personer hoppade av, vilket gjorde det svårare att bestämma projektledare tid på rakt arm, men nu i gruppen har vi kommit överens om att de tre projektledare ska ha samma projektledare tid till 13 arbetsdagar. De framtida projektledaretiderna för Dinh Binh Thuan blir från 12 november till 30 november och för Olof Källstrand blir från 1 december till 17 december. Att utföra CFD simuleringar på enkel platta känns inte nödvändigt så denna milstolpe försvinner. Val av material och material egenskaper anser även bli klart så dessa milstolpar är avklarat. CDF simuleringen för existerande bladet för 25 % fallen anses inte bli riktigt klart så flyttas denna milstolpe en vecka framåt för säkerhetsskull, men den anses bli klart under vecka 46. Sedan gå över med att ta fram den optimala vridningsprofilen för 25 % fallen. 7

8 Budget Den totala budgeten för denna period är 286 timmar, alltså 22 timmar per dag. Den sammanlagda tiden gruppen använt under perioden uppgick till 298,5 timmar, och detta visar bra tecken på att projektet går framåt och att alla har kommit in i problematiken, se figur 1 som illustrerar ackumulerad arbetstid över veckor. Det finns flera anledningar till att de går bra, det första är att alla börjar förstå problemen och vet vad som ska göras. Det andra är att vi har satt upp mer gruppmöte, där vi kan diskutera problemen som uppstått under arbetet och har diskuterat hur vi kan tackla dessa problem. Totalt sätt har vi arbetat över den totala budgeten för denna period, men vi har tid över från tidigare perioder som vi kan använda framöver (se tidigare lägesrapport). Figur 1, illustrerar ackumulerad arbetstid över veckor 8

9 Risker Det är fortfarande oklart hur bra resultat det går att ta fram genom att köra kompositens lay up genom ett script, detta beror mycket på hur bra målkriterierna är. Problem med att förstå kompositmekaniken och allmänna frågor kring komposit kommer det att hållas kontakt med hållfasthetsavdelning och materialavdelning. För att kunna ta fram den optimala vridningsprofilen för 25 % fallen (med goda aerodynamiska egenskaper) i CFD simulering kan visa felaktiga resultat kan komma fram, för att undvika sådana problem kommer strömmingsläras avdelningen att kontaktas. Sedan är tryckförhållandet för lågt, men för att komma framåt i projektet utgår vi från det då kurvan för infallsvinkeln ser någorlunda bra ut. 9