تحلیل غیرخطی ارتعاشات روتور نامتقارن با کوپلینگ ناهمراستا با استفاده از مدل تیر تیموشنکو

در این تحقیق، یک مدل تحلیلی مناسب، جهت بررسی رفتار ارتعاشات غیرخطی روتورهای متقارن و نامتقارن تحت نیروهای ناهم محوری و نامیزانی جرمی در دستگاه مختصات دوار ارائه شده است. روتور موردنظر با اتصال ناهم محور به یک موتور متصل گردیده است. برای تحلیل ارتعاشی دقیق تر، از تئوری تیر تیموشنکو و جهت مدل سازی نیروی ناهم محوری، از معادلات گیبنز استفاده شده است. با بکارگیری روش ریلی_ریتز، متغیرهای مکانی و زمانی روابط انرژی از یکدیگر جدا شده و سپس با بهره گیری از اصل همیلتون، معادلات حرکت بدست آمده اند. با بررسی های دقیقی که در این تحقیق انجام گرفته، نشان داده شد که روتورهای نامتقارن برخلاف روتورهای متقارن، در یک محدوده فرکانسی، ناپایدار می شوند. 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، پاسخ ها به حوزه فرکانس برده شده تا با مشخص شدن فرکانس های ارتعاشات روتورها، بتوان اثر پارامترهای مختلف را به خوبی مشاهده کرد. بطور کلی در این مطالعه، تاثیر هرکدام از عیوب نامتقارنی شافت، نیروی ناهم محوری، نامیزانی جرمی و همچنین ترم های غیرخطی، روی رفتار دینامیکی روتور، کاملا بررسی گردیده است.

کلیدواژه ها:

روتور نامتقارن ، ناهمراستایی ، ارتعاشات غیرخطی ، مدل تیر تیموشنکو