بررسی رفتار ارتعاشی سیستم روتور-یاتاقان پیوسته تحت عیوب مختلف نابالانسی

نوع مقاله: طرح پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشیار، دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی مکانیک

3 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

یک سیستم شامل روتور نرم، تعدادی یاتاقان و چند جرم نابالانس که هر یک دارای موقعیت طولی، زاویه‌ی فاز و شعاع خاصی است مدل می‌شوند تا به کمک آنها امکان بررسی عملکرد انواع متعارف نابالانسی که در مراجع به صورت تجربی به رفتار آنها اشاره شده، میسر گردد. در این تحقیق اثر مکان قرارگیری دیسک‌ها و همچنین اثر اختلاف فاز جرم‌های نابالانس بر دامنه‌ی پاسخ برای یک سیستم روتور-یاتاقان مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بدین منظور، پس از معرفی یک مدل برای روتور، عبارت‌های انرژی جنبشی و پتانسیل آن طبق تئوری رایلی تهیه و ماتریس‌های جرم، سختی و میرایی با استفاده از روش مودهای فرضی استخراج می‌گردند. آنگاه معادلات حاصله با روش عددی حل می‌شوند. سپس با حل مثال‌های مختلف، ترکیبات مختلفی از تعداد دیسک، جرم نابالانس و فاز آن‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. مثال‌ها نشان می‌دهند که مدل تهیه شده در این تحقیق به خوبی می‌تواند انواع متعارف نابالانسی را مدل کند و رفتار روتور را در هر حالت پیش‌بینی نماید. همچنین نتایج نشان می‌دهند که اختلاف فاز بین نابالانسی‌ها اثر مهمی بر شکل ارتعاش نقاط مختلف شافت دارد در حالی که تعداد دیسک و مقدار نابالانسی بیشتر روی دامنه‌ی ارتعاش اثر دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Musznynska A (2005) Rotordynamics. CRC press, Taylor& Francis Group, LLC.

[2]  Tiwari R (2008) A brief history and state of the art of rotordynamics.  Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology Guwahati 781039.

[3]  Vance J, Zeidan F, Murphy B (2010) Machinery vibration and rotordynamics. John Wiley & Sons, Inc, Published in Canada.

[4]  Jun OS (1999) Relation between correction masses and bearing forces in a rigid rotor. KSME Int J 13(11): 791-797.

[5]  Zhivotov AY, Zhivotov YG (2006) Dynamics of vertical rotor with arbitrary arrangement of static and moment unbalances. in 7th IFToMM-International Conference on Rotor Dynamics, Vienna, Austria, September 25-28.

[6]  Wenhui X, Yougang T, Yushu Ch (2008) Analysis of motion stability of the flexible rotor-baering system with two unbalanced disks.      J Sound Vib 310: 381-393.

[7]  Khodaei ME, Rafeeyan M, Ebrahimi S (2012) Energy loss calculation due to misalignment and unbalance in coupling-disk system. Modares Mechanical Engineering 12(3): 156-162. (In Persian)

[8]  Ma H (2013) Effects of eccentric phase difference between two discs on oil-film instability in a rotor-bearing system. Mech Syst Signal Process, In Press.

[9]  Shad MR (2011) Modelling and analysis of nonlinear dynamic behaviour of rotors. PhD Thesis, University of Toulouse.

[10] Atepor L (2008) Vibration analysis and intelligent control of flexible rotor systems using smart materials. PhD Thesis, University of Glasgow.

[11] Choi BL, Park JM (1986) Finite element analysis of rotor bearing systems using a modal transformation matrix. J Sound Vib 111(3): 441-456.

[12] Rao S (2007) Vibration of continuous systems. John Wiley & Sons.

[13] srikrishnanivas D (2012) Rotor dynamic analysis of RM12 jet engine rotor using Ansys. Master’s Degree Thesis, Blekinge Institute of Technology, Karlskrona, Sweden.

[14] Victor W (1995) Machinery vibration: Balancing. McGraw-Hill.