تدوین روش محاسبات ارتعاشات و طراحی بهینه شفت های دوار کشتی ها

طراحی بهینه¬ی مجموعه¬های روتوری یکی از فاکتور¬های مهم در نحوه¬ی عملکرد و راندمان اقتصادی تجهیزات دوار می¬باشد. فرکانس نیروهای ارتعاش زا که معمولا ناشی از عواملی همچون نامیزانی استاتیکی و کوپلی، نا¬همراستایی، سایش اجزاء و قطعات متحرک و . . . می-باشند. فرکانس این نیروهای ارتعاش¬زا، معمولا برابر فرکانس دور کاری تجهیز می¬باشند، بنابراین هرچه سرعت¬های بحرانی از سرعت دور کاری دور¬تر باشند، تجهیز در محدوده¬ی امن¬تری کار می¬کند. هدف از این پروژه دستیابی به یک نرم افزار کاربردی است که بتواند با پیاده سازی یک مدل ارتعاشی برای محور¬های انتقال قدرت کشتی¬ها، تمامی محاسبات لنگ زنی از جمله ارتعاشات خمشی و پیچشی را انجام دهد، و در فاز دوم، نرم افزار بتواند با بهینه سازی محل و تعداد یاتاقان¬ها، سرعت های بحرانی محور را از محدوده دور کاری دور نمایید. در این پروژه به دلیل تقارن محور در راستا¬های افقی و عمودی از مدل روتور چهار درجه آزادی در دستگاه مختلط استفاده شده است. روتور¬های چهار درجه آزادی به وسیله المان¬های تیر تیموشنکو به یکدیگر متصل شده¬اند و نهایتا با تشکیل المان¬های مرکب از نود و ایستگاه، به وسیله روش مایل اشتاد و ماتریس انتقال، فرکانس¬ها در هر دور مشخصی محاسبه می¬شوند. در این پروژه تنها ارتعاشات آزاد مطالعه شده است و فرض شده که المان¬ها از لحاظ جرمی و کوپلی کاملا بالانس می_باشند و نامیزانی در محور وجود ندارد. عمل بهینه سازی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکاملی ژنتیک برای یافتن بهترین محل یاتاقان¬ها انجام می¬شود به طوریکه فرکانس¬های بحرانی را از محدوده¬ی دور کاری دور کند و هزینه¬ی مربوط به یاتاقان¬ها را بر اساس نوع تابع هزینه کاهش داد. نتایج مربوط به محاسبات لنگ زنی با دو روش المان محدود در فضای حل ماتریس انتقال و روش مربعات دیفرانسیل و نتایج بهینه سازی نرم افزار با روش الگوریتم مورچه¬ها برای بررسی تفاوت¬ها مقایسه شده¬اند.