بررسي رفتار ديناميكي شفت‌هاي پرسرعت با در نظرگرفتن اثرات ژيروسكوپي

ترموسينتيك و كاتاليست

3/4/2024 12:00:00 AM

چكيده در تمامي تجهيزات صنعتي و ماشين‌آلات و سيستم‌هاي مكانيكي، براي كارايي بهتر، افزايش عمر قطعات، كاهش هزينه تعمير و نگهداري، بايستي شرايط جلوگيري از ارتعاشات خود برانگيخته، كنترل ارتعاشات و پايداري سيستم‌ها را در طراحي آن‌ها لحاظ‌ كرد و پس از ساخت نيز عملكرد آن‌ها مورد ارزيابي و تحليل قرار بگيرد تا ايرادهاي عملكردي مشخص شده و طراحي بهينه انجام شود. يكي از بحث‌هاي چالشي و مهم در طراحي و ساخت قطعات مكانيكي و سيستم‌هاي ديناميكي، وضعيت ارتعاشات مي‌باشد؛ به همين دليل، اندازه‌گيري، كاهش و كنترل ارتعاشات، از اهميت بالايي برخوردار است. شفت‌ها، در تجهيزات مختلف بويژه ماشين‌آلات، به علت سرعت بالايي كه دارند و همچنين، شرايط ‌بارگذاري و تكيه‌گاهي آن‌ها، دچار ارتعاشات مي‌شوند؛ اين ارتعاشات، به‌ دلايل مختلف از جمله اثرات غيرخطي ناشي از شكل هندسي، اينرسي دوراني، اثرات ژيروسكوپي و اثرات ناميزاني مي‌باشند كه اگركنترل نشوند، باعث خرابي در سيستم‌ها و خسارت‌هاي جبران‌ناپذير مي‌شوند. در پژوهش حاضر، به بررسي و تحليل رفتار ديناميكي يك شفت با سرعت بالا، با تكيه‌گاه‌هاي ياتاقاني در طرفين و با در نظرگرفتن اثرات ژيروسكوپي پرداخته مي‌شود. شفت با يك تير با مقطع متغير گرد مدل‌شده و ياتاقان‌ها نيز با فنر و ميراگر، مدل‌سازي مي‌شوند. براي مدل‌سازي و محاسبات، از روش رايلي-ريتز و برنامه‌نويسي با نرم‌افزار متلب استفاده مي‌شود. در ابتدا، معادلات حاكم بر سيستم استخراج مي‌شوند و با حل عددي معادلات، فركانس‌هاي طبيعي، شكل‌مودها و پاسخ ارتعاشي سيستم تعيين مي‌شوند. سپس با قرار دادن جرم ناميزان روي شفت در فاصله معين، ارتعاشات اجباري، اثر ناميزاني، اثر كوپل‌هاي ژيروسكوپي و اثر ميرايي ياتاقان‌ها بررسي‌ مي‌شوند. در ادامه، نتايج به دست‌آمده و نمودارهاي آن، مورد تحليل قرار مي‌گيرند تا روندي مشخص براي طراحي بهينه، كارايي بالاتر سيستم مورد ارزيابي و كنترل ارتعاشات آن، حاصل شود. از نتايج به دست آمده، تاثير ناميزاني، اثر كوپل‌هاي ژيروسكوپي و اثر ميرايي ياتاقان‌ها بر روي ارتعاشات شفت‌ها كه براي تحليل ارتعاشات مجموعه و كنترل آن‌ها قابل استفاده است، استخراج گرديده است. در انتهاي پايان نامه، موضوعاتي جديد در ادامه اين پژوهش و مرتبط با آن، براي مطالعات آتي پيشنهاد مي‌گردد. كليد واژه‌ها: شفت‌هاي پرسرعت، روش رايلي-ريتز، نرم‌افزار متلب، اثرات ژيروسكوپي، اثرات ناميزاني، اثرات ميراكنندگي.

231154

دانشگاه اردکان

رهائي‌فرد مسعود Rahaeifard Masoud , زارع مهرجردي مهدي Zare Mehrjardi Mahdi