مدل سازی سیستم کامل روتور-یاتاقان-نشیمنگاه

به دلیل عدم دسترسی به قسمت‌های دوّار روتور تنها راه تشخیص عیب، اندازه‌گیری ارتعاشات روی قسمت‌های ثابت از جمله سطوح نشیمنگاه یاتاقان‌هاست. مرسوم است که در عمل با اندازه‌گیری ارتعاشات سطح نشیمنگاه یاتاقان در سه جهت و تحلیل آن، نوع اشکال به‌وجود آمده را پیش‌بینی و رفع می‌کنند. در نظرگیری اثرات نشیمنگاه بر پاسخ اندازه‌گیری شده از روتور، می‌تواند به پیش‌بینی صحیح رفتار روتور با استفاده از روش‌های تحلیلی کمک شایانی نماید. در این مقاله هدف مدل‌سازی یک سیستم کامل روتور-یاتاقان-نشیمنگاه و بررسی اثرات درنظرگیری نشیمنگاه یاتاقان است. بدین منظور در ابتدا زیرسیستم روتور-یاتاقان با استفاده از تئوری تیر پیوسته‌ی رایلی و روش تقریبی مودهای فرضی مدل‌سازی می‌گردد. همچنین یک مدل المان محدود کامل و یک مدل جرم و فنر ساده‌ی معادل از نشیمنگاه تهیه می‌گردد. سپس نیروهای وارده از طرف زیرسیستم روتور-یاتاقان بر نشیمنگاه با استفاده از روش نیومارک محاسبه و با اعمال آن‌ها بر مدل نشیمنگاه، پاسخ‌های زمانی، منحنی‌های تغییر شکل و طیف فرکانسی ترسیم می‌گردد. تحقیق حاضر توانسته است علاوه بر مدل‌سازی صحیح یک سیستم کامل روتور-یاتاقان-نشیمنگاه، به ناکافی بودن مدل جرم و فنر ساده به دلیل خطای بسیار و عدم توانایی در مدل‌سازی صحیح رفتار ارتعاشی نشیمنگاه اذعان نماید. بررسی‌ها نشان داده است که با وجود عدم نیروی محوری در زیرسیستم روتور-یاتاقان، نشیمنگاه دارای ارتعاشات محوری نیز خواهد بود و با وجود برابری تمامی شرایط در سیستم روتور-یاتاقان، انتظار پاسخی برابر در تمامی راستاهای نشیمنگاه را نباید داشت. همچنین با درنظرگیری اثرات نشیمنگاه، دامنه‌ی نمودارهای طیف فرکانسی، مخصوصاً در فرکانس‌های بالا کاهش خواهد یافت.