بررسی دینامیکی و پایداری غیرخطی یک سیستم انعطاف پذیر روتور-دیسک- یاتاقان با وجود انعطاف پذیری یاتاقان ها

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1044-ISAV2024 (R1)
نویسندگان
1دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
2دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
3گروه تجهیزات دوار مکانیکی پژوهشکده نیرو
چکیده
این مطالعه یک تجزیه و تحلیل دینامیکی غیر خطی از یک سیستم روتور-دیسک- یاتاقان متشکل از یک روتور پیوسته انعطاف‌پذیر که توسط دو یاتاقان انعطاف‌پذیر پشتیبانی می‌شود، ارائه می‌کند. روتور دارای دیسک های صلب است که در فاصله مساوی با اختلاف فاز صفر قرار گرفته اند. هر دو ویژگی خطی و غیر خطی یاتاقان ها در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر سیستم با استفاده از اصل همیلتون به دست می‌آیند که روتور را به عنوان یک تیر اویلر-برنولی برای بدست آوردن معادلات دیفرانسیل جزئی در نظر می‌گیرد. شکل مود یک تیر دوار روی دو فنر برای گسسته کردن معادلات از طریق روش گالرکین استفاده می‌شود که معادلات دیفرانسیل معمولی را به دست می‌دهد. برای حل تحلیلی معادلات و بررسی اثرات پارامترهای مختلف مانند ضرایب سختی یاتاقان خطی و غیرخطی بر پایداری از تحلیل مقیاس های چندگانه استفاده می‌شود. منحنی های پاسخ فرکانس برای تجزیه و تحلیل رفتار دینامیکی استفاده می شوند. حل عددی معادلات با استفاده از روش Runge-Kutta روش حل تحلیلی را به خوبی تایید می کند و نشان می دهد نتایج تطابق بسیار خوبی باهم دارند. تجزیه و تحلیل ها بینش هایی را در مورد رفتار سیستم تحت پشتیبانی یاتاقان انعطاف پذیر با ترکیب دینامیک غیر خطی ارائه می دهند.
کلیدواژه ها
 
Title
Nonlinear dynamics and stability assessment of a flexible rotor-disk-bearing system incorporating bearing flexibility
Authors
mohammad amin ghasemi, Morteza Karamooz Mahdiabadi, saeed bab
Abstract
This study presents a nonlinear dynamic analysis of a rotor-disk-bearing system consisting of a flexible continuous rotor supported by two flexible bearings. The rotor incorporates rigid disks positioned equidistantly with zero phase difference. Both linear and nonlinear characteristics of the bearings are considered. The system's governing equations are derived using Hamilton's principle, treating the rotor as an Euler-Bernoulli beam to obtain partial differential equations. Mode shapes of a rotating beam on two springs are employed to discretize the equations via Galerkin's method, yielding ordinary differential equations. Multiple scales analysis is applied to solve the equations analytically and investigate the effects of various parameters such as linear and nonlinear bearing stiffness coefficients on stability. Frequency response curves are generated to analyze dynamic behavior. Numerical integration using the Runge-Kutta method validates the analytical solutions and excellent agreement is observed. The analyses provide insights on system behavior under flexible bearing support incorporating nonlinear dynamics.
Keywords
Keywords: Rotating systems, multiple scales method, flexible bearings, stationary analysis