مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تأثیر میزان پیش بار بر رفتار دینامیکی غیرخطی یاتاقان ژورنال آئرودینامیکی غیرمدور

نویسندگان
1 هیأت علمی
2 دانشگاه یزد
3 هیأت علمی/دانشگاه پیام نور
چکیده
در پژوهش حاضر تأثیر میزان پیش بار بر رفتار دینامیکی غیرخطی یاتاقان‌ ژورنال آیرودینامیکی غیرمدور دو لب با استفاده از روش حل عددی اجزاء محدود بررسی شده‌است. با فرض صلب بودن روتور، معادله رینولدز حاکم بر روانکاری یاتاقان‌ گازی در حالت استاتیکی و دینامیکی استخراج شده و نتایج مربوط به عملکرد یاتاقان در مقادیر مختلف پریلود مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. همچنین جهت اعمال همزمان اثرات زمانی در معادلات دینامیکی حرکت روتور روش رانگ – کوتا مرتبه چهار بکارگرفته شده‌است. در نهایت به منظور سنجش کیفیت حرکت روتور در فضای لقی یاتاقان، با توجه به نتایج استخراج شده در بازه‌های زمانی مطلوب، نمودارهای پاسخ فرکانسی، طیف توانی، مسیر دینامیکی، نگاشت پوانکاره و نمودار دو شاخه‌گی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل، بروز رفتارهای پریودیک، شبه نوسانی و بی‌نظم منجر به برخورد سطوح روتور و یاتاقان را به ازای مقادیر مختلف پیش بار آشکار می‌سازند. تحلیل نمودارها گویای آنست که در صورت انتخاب مجموعه‌ای از شرایط مناسب بارگذاری، طراحی و مونتاژ برای سیستم‌های دوار شامل یاتاقان آئرودینامیکی می‌توان رفتار دینامیکی مرکز محور را به نحوی کنترل نمود که از هرگونه حرکت اغتشاشی نامناسب و یا منجر به برخورد و سایش سطوح جلوگیری نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effects of Preload on Nonlinear Dynamic Behavior of Noncircular Aerodynamic Journal Bearing

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Jalili 1
Mahdi Zare Mehrjardi 2
Reza Rashidi 3
چکیده English

In this article, using finite element method the effects of the preload on the nonlinear dynamic behavior of the noncircular two lobe aerodynamic journal bearing have been investigated. Assuming that the rotor is solid, the governing Rynolds equations for both the gas lubricant and rotor equation of motion in static and dynamic conditions have been derived and performance of the noncircular aerodynamic journal bearing in different conditions has been evaluated. Rung Kutta method has been used to solve the time dependent equations of motions of noncircular aerodynamic journal bearing and its gas lubricant. Using the numerical results, to investigate the motion of the center of the rotor in dynamic conditions, the graphs of frequency response, power spectrum, dynamic trajectory, Poincare map and bifurcation diagram have been plotted. The results show periodic, quasi periodic and chaotic rotor behavior for different bearing preload. It is concluded that appropriate selection of rotor parameters like its preload and suitable design and fabrication of rotor and its bearing can prevent any undesirable perturbed motions of the shaft and both the collision and wear of the rotor and bearing.

کلیدواژه‌ها English

Noncircular journal bearing
Gas lubricant
Nonlinear dynamic behavior
Poincare map
Bifurcation Diagram