تحلیل غیرخطی ارتعاشات روتور نامتقارن با کوپلینگ ناهمراستا با استفاده از مدل تیر تیموشنکو
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 استاد، عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران و عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران
3 دانشیار، عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
doi
10.22044/jsfm.2021.2113چکیده
در این تحقیق، یک مدل تحلیلیِ مناسب، جهت بررسی رفتار ارتعاشات غیرخطی روتورهای متقارن و نامتقارن تحت نیروهای ناهممحوری و نامیزانی جرمی در دستگاه مختصات دوار ارائه شده است. روتور موردنظر با اتصال ناهممحور به یک موتور متصل گردیده است. برای تحلیل ارتعاشیِ دقیق تر، از تئوری تیر تیموشنکو و جهت مدلسازی نیروی ناهممحوری، از معادلات گیبنز استفاده شده است. با بکارگیری روش ریلی_ریتز، متغیرهای مکانی و زمانیِ روابط انرژی از یکدیگر جدا شده و سپس با بهرهگیری از اصل همیلتون، معادلات حرکت بدست آمدهاند. با بررسی های دقیقی که در این تحقیق انجام گرفته، نشان داده شد که روتورهای نامتقارن برخلاف روتورهای متقارن، در یک محدوده فرکانسی، ناپایدار میشوند. همچنین مقایسه رفتار دینامیکی دو روتور متقارن و نامتقارن در یک فرکانس کاری انجام گرفته تا اثر پارامترهای مختلف بطور مشخص، برای دو روتور دیده شود. جهت بررسی بهتر، ابتدا پاسخ ارتعاشی آنها در حوزه زمان رسم گردید و سپس با گرفتن تبدیل فوریه سریع، پاسخها به حوزه فرکانس برده شده تا با مشخص شدن فرکانسهای ارتعاشات روتورها، بتوان اثر پارامترهای مختلف را به خوبی مشاهده کرد. بطور کلی در این مطالعه، تاثیر هرکدام از عیوب نامتقارنی شافت، نیروی ناهممحوری، نامیزانی جرمی و همچنین ترمهای غیرخطی، روی رفتار دینامیکی روتور، کاملا بررسی گردیده است.
