بررسی توازن انرژی در یک مدل ساده از ماشی نآلات دوار به هنگام وقوع تماس بین روتور و استاتور

ماشین آلات دوار نقش بسیار مهمی در صنعت به ویژه نیروگاهها، کمپرسورها و توربینها، تجهیزات راه سازی و تجهیزات پزشکی و... دارند. برای ایجاد راندمان بالا در این نوع وسایل، معمولا آنها را سبکتر، با سرعت دورانی بالاتر و فاصله کمتر بینروتور و استاتور طراحی می کنند. اگر چه با این کار راندمان خروجی افزایش یافته ولی احتمال وقوع تماس بین روتور و استاتور نیز بالاتر می رود که یکی از عیوب اساسی در این بخش از صنعت به شمار می رود. لذا تشحیص این نوع عیوب با روشهای شبیه سازی عددی و به طبع با هزینه کمتر م یتواند کمک قابل توجهی به این بخش از صنعت نماید. در این مقاله، نخستوقوع تماس بین روتور و استاتور در ماشین آلات دوار و به موجب آن ایجاد ارتعاشات عرضی آشوبناک با استفاده از یک مدل ساده شامل سیستم شافت- دیسک بررسی و سپس به بررسسی توارن (بالانس) انرژی درونی و توان مصرف شده به عنوان محکی برای صحت روش عددی استفاده شده است. سیستم ب هصورت یک شافت پیوسته با دیسک صلب در قسمت وسط آنمدل شده و نیروهای کریولیس و گریز از مرکز ناشی از انعطا فپذیری شافت نیز با این مدل در نظر گرفته می شوند. معادلات دیفرانسیل غیرخطی حرکت براساس تئوری تیر رایلی استخراج م یگردند. معادلات پاره ای به دست آمده با روش مودهایفرضی به معادلات معمولی تبدیل و با روشهای عددی حل م یشوند. برای شناسایی رفتار دینامیکی سیستم از تکنیک های خاص این نوع رفتارها مانند: تاریخچه زمانی، منحنی های صفحه فاز، نمودارهای طیف توان، مقاطع پوانکاره، نمودارهای دوشاخه ای شدن و ماکزیمم نماهای لیاپانوف استفاده می شود. نتایج به دست آمده بیانگر وقوع حرک تهای پریودیک،زیرهارمونیک، شبه پریودیک و آشوبناک در پاسخهای دینامیکی سیستم است. همچنین نتایج نشان م یدهند که بین انرژی درونی سیستم و توان مصرفی در هر دو رفتار دینامیکی پریودیک و غیر پریودیک(زیرهارمونیک، شبه پریودیک و آشوبناک) توازن انرژی برقرار است که م یتواند بیانگر صحت نتایج عددی باشد که به صورت کیفی بیان شده اند.

کلیدواژه ها:

ماشین آلات دوار ، توازن انرژی ، روتور و استاتور ، آشوبناک