بررسی رفتار دینامیکی غیرخطی در سیستم یاتاقان های گازی غیرمدور

در طول چند دهه گذشته یاتاقان های گازی مورد توجه بسیاری از پژوهشگران در شاخه علم ترایبولوژی به صورت عملی و تئوری واقع شده است. رشد سریع این دسته از یاتاقان ها ناشی از بکارگیری آنها در دامنه وسیعی از کاربردهای مهندسی است. از مزایای این دسته از یاتاقان ها می توان به تمیز و در دسترس بودن روانکار نظیر هوا و کاهش اصطکاک اشاره نمود. ولی پایداری دینامیکی ضعیف این دسته از یاتاقان ها بدلیل پایین بودن لزجت روانکار سبب کاهش کارآیی آنها در کاربردهای عملی می باشد. بنابراین، بررسی رفتار دینامیکی آنها امری لازم و ضروری است تا بتوان با دردست داشتن آن اطلاعات، به شناسایی عیوب سیستم و همچنین از قرارگیری سیستم در آن نواحی که کنترل آن سخت است، جلوگیری نمود. در این رساله رفتار دینامیکی یاتاقان های گازی غیرمدور دو-لب، سه-لب و چهار-لب مورد بررسی قرار می گیرد. روش اجزاء محدود به منظور حل معادله رینولدز در حالت دینامیکی بکارگرفته می شود تا متغیر فشار در این حالت بدست آید. شرایط اولیه برای حالت دینامیکی را می توان با تحلیل سیستم در حالت استاتیکی تعیین نمود. جهت دستیابی به متغیر فشار در حالت استاتیکی نیز روش اجزاء محدود بکارگرفته می شود. معادلات حرکت مرکز محور و معادله رینولدز در حالت دینامیکی با هم بکارگرفته می شوند تا بتوان موقعیت، سرعت و شتاب مرکز محور را در هر مرحله زمانی بدست آورد و از آنها بعنوان شرایط اولیه برای مرحله زمانی بعدی استفاده نمود. برای بررسی نتایج در حالت دینامیکی از ابزارهایی نظیر مدار دینامیکی، فضای حالت، طیف توانی، نگاشت پوانکاره و دیاگرام دوشاخگی استفاده می شود. نتایج بدست آمده در این رساله وقوع رفتارهایی نظیر بازگشت به نقطه تعادل استاتیکی، تناوبی و برخورد بین محور و یاتاقان را در حالتی که محور بطور کامل بالانس باشد را نشان می دهد. همچنین رفتارهایی نظیر تناوبی، شبه تناوبی و برخورد بین محور و یاتاقان را در حالتی که محور تحت نابالانسی جرمی قرارگرفته قابل مشاهده است. کلیه نتایج فوق با درنظرگرفتن پارامترهایی نظیر عدد یاتاقان، جرم محور و پریلود به عنوان پارامترهای سیستم حاصل گردیده است. نتایج حاکی از وقوع رفتارهای پایدارتری در مقادیر پایین پارامترهای مذکور می باشد که با افزایش آنها از میزان پایداری رفتار کاسته می شود. بنابراین با دردست داشتن این اطلاعات می توان شرایط سیستم را بگونه ای درنظرگرفت تا از وقوع رفتارهای نامناسب جلوگیری شود.