بررسی نظری و تجربی اتلاف انرژی یک سیستم دیسک و محور و کوپلینگ

در این پژوهش مدل دینامیکی از کوپلینگ های انعطاف پذیر که به منظور متصل نمودن دو محور و یا دو جسم محرک و متحرک مورد استفاده قرار می گیرد، ارائه شده است. از کوپلینگ انعطاف پذیر برای کاهش اثرات عیوبی مانند ناهمراستایی موازی و یا ناهمراستایی زاویه¬ای استفاده می شود. با این وجود، کوپلینگ های انعطاف پذیر نمی توانند اثرات ناشی از عیوب ناهمراستایی را به طور کامل از بین ببرند. در این تحقیق به مدل سازی کوپلینگ به شیوه ای جدید پرداخته شده است. در بخش اول مدل سازی، کوپلینگ با فنر و میراکننده خطی و در بخش دوم، علاوه بر فنر و میراکننده خطی از فنر و میراکننده پیچشی نیز استفاده شده است. فنر و میراکننده پیچشی باعث انتقال گشتاور بین دو محور می شود به طوری که مقدار سرعت محور متحرک به مقدار سرعت محور محرک رسیده و با آن برابر گردد. پس از آن به استخراج روابط حاکم بر سیستم پرداخته شده است. در بخش اول با استفاده از روابط انرژی های جنبشی، پتانسیل و تابع اتلاف رایلی و جایگذاری آن ها در رابطه لاگرانژ، روابط حاکم بر سیستم 6 درجه آزادی به دست خواهند آمد. در بخش دوم با استفاده از ماتریس های جرم، قیود و نیروهای تعمیم یافته و با روش دینامیک محاسباتی اقدام به استخراج روابط حاکم بر سیستم 8 درجه آزادی با قید محرک سرعت ثابت شده است. پس از استخراج روابط حاکم بر مسئله و حل عددی آن ها با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه 5، جواب های به دست آمده در روابط مربوط به توان مصرفی قرار داده می شوند و توان اتلافی سیستم معیوب محاسبه می گردد. در ادامه به بررسی جابجایی مرکز دیسک بخش متحرک در اثر تغییر در نابالانسی و یا ناهمراستایی زاویه ای پرداخته شده است. همچنین اثر افزایش نابالانسی و ناهمراستایی زاویه ای بر نیروی وارد بر تکیه گاه و عمر آن بررسی می شود. بخش بعدی این پژوهش مربوط به بررسی تجربی توان اتلافی است که با استفاده از آزمایش ها گوناگون روی سیستم شبیه ساز عیوب و محاسبه توان مصرفی دستگاه انجام گرفته است. برای اندازه گیری توان مصرفی از تحلیل¬گر توان دیجیتال که بر سر راه دستگاه قرار می-گیرد، استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش به افزایش توان اتلافی در اثر افزایش سرعت، افزایش ناهمراستایی زاویه ای و یا افزایش نابالانسی اشاره دارد.