محاسبه سفتی معادل در یک یاتاقان ژورنال به روش تحلیلی برای مدلسازی ارتعاشی

بیشتر تجهیزاتی که در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند دارای محورهای دوار هستند. در طراحی محورهای دوار پیش بینی ارتعاشات سیستم به منظور کاهش و جلوگیری از ارتعاش آن از اهمیت بسیاری برخوردار است. یکی از المانهای مهم که تاثیر زیادی در نتایج حاصل از شبیه سازی ارتعاشی محورهای دوار دارد، نحوه مدلسازی یاتاقان های آن است. در این میان یاتاقان های ژورنال نیز در صنعت دارای اهمیت و کاربرد فراوانی هستند. در این مقاله ابتدا با استفاده از تئوری هیدرودینامیک رینولدز، معادله فشار فیلم روانکار در هر موقعیت زاویه ای از یاتاقان محاسبه می شود. سپس با استفاده از تعریف سفتی و رابطه آن با نیرو و فشار، مقدار سفتی معادل فیلم روانکار در یاتاقان ژورنال بر حسب تابعی پیوسته از موقعیت زاویه ای یاتاقان، به روش تحلیلی استخراج می شود. در نهایت با حل معادلات حاکم، سفتی معادل برای یک نمونه یاتاقان ژورنال محاسبه می شود. همچنین سفتی محاسبه شده اعتبار سنجی شده و عوامل خطا روی آن مورد بررسی قرار می گیرد. روابط تحلیلی استخراج شده می تواند کمک مناسبی به طراح یاتاقان های ژورنال در خصوص درک چگونگی رفتار تغییر مقدار سفتی یاتاقان با توجه به مقدار تغییرات پارامترهای اصلی سیستم ارایه نماید. نتایج نشان می دهد که مقدار سفتی بر واحد طول محیطی یاتاقان ژورنال با مقدار ویسکوزیته روانکار، سرعت زوایه ای، طول و توان دوم شعاع یاتاقان رابطه مستقیم و با توان سوم لقی شعاعی یاتاقان ژورنال رابطه معکوس دارد.