بررسی تأثیر و رابطه نابالانسی با سایش در توربین ها

ارتعاشات ماشین های دوار، به عنوان یک شاخه وسیع در مهندسی مکانیک تحت عنوان روتوردینامیک کاربرد گسترده ای در صنایع یافته است. آنالیز دینامیکی و ارتعاشی ماشین آلات دوار از حیث جلوگیری از اتلاف انرژی، کنترل پایداری و عیب یابی حائز اهمیت می باشد. عیب یابی ماشین آلات دوار از روش های مختلفی نظیر آنالیز ارتعاشات، آنالیز ترموگرافی، آنالیز ترایبولوژی، آنالیز آلتراسونیک و ... انجام می پذیرد که در این بین آنالیز ارتعاشات کاربرد گسترده تری یافته است. خواص ارتعاشات ناشی از عیوب، می تواند راهنمایی بر تشخیص عیوب باشد. فرکانس، دامنه ارتعاشات و زاویه فاز از مشخصه هایی هستند که می توان از روی آنها به ریشه عیوب پی برد. در این پایان نامه ابتدا دینامیک سیستم های دوار و مفاهیم مرتبط با آن بیان شده و سپس روتور جفکات به عنوان ساده ترین مدل، جهت بررسی رفتارهای خمشی روتورهای دوار معرفی گردید. در ادامه مدلی از یک روتور دوار با شفت منعطف و دیسک های نابالانس بررسی شده که در آن یاتاقان ها به صورت لایه نازک روغن در نظر گرفته شده است. معادلات حرکت حاکم بر سیستم، از یافتن انرژی های جنبشی و کرنشی اجزای مختلف سیستم و به کارگیری روش لاگرانژ به دست آورده شد. برای حل معادلات حرکت، از روش مودهای فرضی استفاده شده است. با حل همگن معادلات حرکت، فرکانس های طبیعی و از حل ناهمگن آن پاسخ نابالانس و زاویه بین نابالانسی و نقطه احتمالی سایش، به دست آمد. از آنجا که در سیستم های دوار معادلات حرکت متاثر از سرعت دورانی هستند، لازم است موارد مذکور به ازای سرعت های دورانی متفاوت محاسبه شوند. با در دست داشتن دامنه پاسخ نابالانس، اندازه نابالانسی و توسط نمودار زاویه بین نابالانسی و نقطه سایش، می توان به موقعیت زاویه ای نابالانسی نسبت به نقطه سایش پی برد.