مطالعه رفتار ارتعاشی یک روتور با استفاده از مدل 8 درجه آزادی جفکات و مقایسه با آزمون تجربی

حل تحلیلی، عددی و تجربی محورهای دوار در مراحل طراحی، ساخت و عملیات، به منظور جلوگیری از وقوع پدیده تشدید از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. در این پژوهش، تحلیل عددی و تجربی یک سیستم روتور با استفاده از مدل هشت درجه آزادی جفکات مورد مطالعه قرار می‌گیرد. استخراج معادلات حاکم بر سیستم با در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی و جرم یاتاقان ها، با استفاده از روش لاگرانژ انجام می‌شود. بدین منظور، پس از معرفی یک مدل برای سیستم، عبارت های انرژی کرنشی، جنبشی و اتلافی با توجه به شرایط مرزی بدست می‌آیند. سپس با جایگذاری پارامترهای سیستم، فرکانس‌های طبیعی و نمودار کمپبل به منظور پیش بینی سرعت های بحرانی استخراج می‌شود. اعتبار سنجی مدل ارائه شده به وسیله مقایسه با نتایج حل المان محدود (انسیس)، و نتایج تجربی صورت گرفته است. پس از آن، تاثیر پارامتر موقعیت قرارگیری دیسک نسبت به یاتاقان اول بر فرکانس‌های طبیعی سیستم بررسی شده است. در انتها نمودار پاسخ فرکانسی سیستم تحت نابالانسی جرمی در فواصل مختلف نابالانسی ارائه شده و تاثیر پارامتر موقعیت قرارگیری دیسک بر روی آن بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد تغییرات فاصله نابالانسی و موقعیت قرارگیری دیسک، فرکانس و قله تشدید سیستم را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

vibration behavior study of a rotor using jeffcott's 8 dof model and comparing with the experimental test

analytical, numerical, and experimental solution of the rotating system in the stages of design, construction, and operation is important in order to prevent resonance phenomenon. in this research, the numerical and experimental analysis of a rotor is studied using jeffcatt’s 8 dof model. the equations of motion by considering the gyroscopic effects and the mass of the bearings are formulated using the lagrange method. after introducing a model of the system, the terms of potential, kinetic, and dissipation energy are obtained according to the boundary conditions. then, by placing the system parameters, the natural frequencies of the system and the campbell diagram have been obtained in order to predict the critical speeds. validation of the presented model has been done by comparing with the results of finite element solution (ansys) and approximate solution, and also percentage error of the first critical frequency compared to the experimental value is 15%. then, the effect of changing the position of the disk from the first bearing on the natural frequencies of the system is studied. in the end, the system's frequency response is presented at the different unbalanced distances and the position of the disk. observations show that changes in unbalanced distance and position of the disk can affect the frequency and resonance peak of the system.