تاثیر پارامترهای هندسی بر رفتار دینامیکی شفت های دوار با استفاده از المان تیر انعطاف پذیر لوله ای

روتورها یا شفتهای دوار کاربردهای وسیع و مهمی در صنایع مختلف مانند موتورها، کمپرسورها و توربینها دارند. بررسی رفتار دینامیکی این شفتها یا محورهای دوار بدلیل حساسیت آنها دارای اهمیت ویژه-ای است. در این مقاله اثر پارامترهای هندسی (پروفیل سطح مقطع) بر روی شفت دوار توسط روش المان محدود و با استفاده از المان تیر انعطاف پذیر لولهای دارای چهار گره و بیست و چهار درجه آزادی است، با در نظر گرفتن اثرات برشی و ژیروسکوپی مورد بررسی قرار گرفته است. این المان که توسط نویسندگان مقاله توسعه داده شده است، یک المان ویژه با قابلیتهای زیاد از جمله مدلسازی لوله های جدار نازک و پوستهای است. برای تحلیل رفتار مکانیکی روتور پس از استخراج معادلات حرکت و ماتریسهای جرم و سختی و ژیروسکوپی وسپس با حل آنها نسبت به سرعتهای دورانی مختلف، دیاگرامهای کمپل و سرعتهای بحرانی بدست آمده صحت نتایج این المان با استفاده از مقایسه نتایج تجریی مرجع مقاله حاصل شد و همچنین مشخص گردید با ثابت ماندن جرم شفت و حتی ممان اینرسی جرمی آن و فقط با تغییر پروفیل مقطع، دیاگرام کمپل شفت دوار تغییر کرده و سرعتهای بحرانی آن با افزایش ممان سطح مقطع افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

شفت دوار ، رفتار دینامیکی ، سرعت بحرانی ، دیاگرام کمپل ، المان انعطاف پذیر لوله ای