Momento de inercia en la fisura triangular diagonal cordal de un rotor

Abstract

La energía mecánica que se pierde en la industria, por rotores operando con fisura, se transforma en acústica y térmica, provocando contaminación. Caracterizar su comportamiento es prioritario para predecir y prevenir escenarios indeseables. La fisura y la ulterior fractura, con efectos catastróficos para la seguridad de las personas y con impacto negativo en la economía de las naciones, es un problema que por lógica industrial está poco documentado lo que no implica que su frecuencia sea mínima. Como un primer paso para la solución presentamos un método analítico para determinar la reducción del momento de inercia en las secciones transversales de la fisura y cuantificamos el porcentaje promedio de energía que se pierde por tal reducción. La fisura virtual con inclinación a y orientación ß se genera en el centro del rotor de radio r y longitude L usando como herramienta un triángulo isósceles de ancho a y profundidad p. Para cada ciclo del rotor, desde el nacimiento de la fisura y durante su crecimiento, el cociente ancho entre profundidad permanece constante e igual a 0.2 con el cociente de profundidad entre radio variando de 0.2 a 0.8. Los resultados analíticos se comparan con los obtenidos por medio de simulaciones numéricas, constatando la igualdad entre ambos. Por la exactitud y precisión de los resultados, éstos pueden utilizarse como elementos de juicio novedosos y cruciales en la detección temprana de fisuras em rotores, reduciendo los efectos catastróficos y los impactos negativos mencionados.