پديد آورنده :
قائدي، سعيد
عنوان :
تحليل ارتعاشات آشوبناك روتو انعطاف پذير با ياتاقان هاي مغناطيسي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، 123ص.: مصور
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مصطفي غيور
توصيفگر ها :
اثرات ژيروسكوپي , ماكزيمم نماي لياپانوف
استاد داور :
سعيد ضيايي راد، حسن موسوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/04/19
چكيده فارسي :
0 چكيده در ماشينآالت دوار انتخاب تكيهگاههاي مناسب همواره از اهميت بااليي برخوردار بوده است رايجترين تكيهگاهها ياتاقانهاي غلتشي و لغزشي ميباشند كه تماس بين روتور و ياتاقان ميتواند منجر به نيروهاي غيرخطي و تغيير رفتار ديناميكي سيستم شود از طرفي با جايگزيني ياتاقانهاي مغناطيسي امكان حذف تماس وجود دارد ولي عوامل غيرخطي جديدي در اثر نيروهاي مغناطيسي ظاهر ميشوند كه نيازمند تجزيهوتحليلاند در اين پاياننامه رفتار غيرخطي روتور در حضور ياتاقانهاي مغناطيسي فعال AMB بررسي شده است سيستم داراي يك ديسك صلب ناباالنس بوده و بهصورت انعطافپذير و با هشت درجه آزادي چهار درجه براي ديسك و دو درجه براي هر ياتاقان مدل و كوپلهاي ژيروسكوپي ناشي از انعطافپذيري روتور نيز در نظر گرفته شده است معادالت حاكم بر اساس تئوري تير اويلر برنولي استخراج و با روش رانگ كوتاي مرتبه چهار حلشدهاند تحليل با بررسي پارامترهاي مختلف ازجمله ناباالنسي كجي ديسك موقعيت ديسك سختي ياتاقان ميرايي محيط اطراف ديسك و انجام گرفته است براي شناسايي رفتارهاي غيرخطي سيستم از تكنيكهاي شناسايي مانند تاريخچه زماني منحنيهاي صفحه فاز نمودارهاي طيف توان مقاطع پوانكاره نمودارهاي دوشاخهاي شدن و ماكزيمم نماي لياپانوف استفاده ميگردد نتايج بيانگر وقوع حركتهاي پريوديك زير هارمونيك شبه پريوديك و آشوبناك در پاسخ سيستم بوده و تغيير برخي از پارامترهاي سيستم منجر به تغيير رفتارهاي قابلتوجهي در پاسخ سيستم ميشود همچنين تأثير عواملي همچون اثر وزن كه در اكثر مدلهاي خطي از آن صرفنظر ميشود محدودههاي وقوع آشوب را دچار تغيير ميكند استفاده از نتايج حاصله از اين تحقيق ميتواند در بهبود رفتار ديناميكي ماشينآالت دوار مؤثر بوده و سبب افزايش كارايي سيستم و عمر مفيد آن شود كلمات كليدي روتور انعطافپذير ياتاقان مغناطيسي اثرات ژيروسكوپي ماكزيمم نماي لياپانوف آشوب
چكيده انگليسي :
018 Chaotic Vibration Analysis of Flexible Rotor Supported by Active Magnetic Bearings Saeed Ghaedi s qaedi@me iut ac ir Date of Submission 2016 01 12 Department of Mechanical engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiProfessor Mostafa Ghayour Ghayour@cc iut ac irAbstract Choosing the appropriate end supports has been great importance in rotating machinery The mechanical bearings such as ball and journal bearings are more popular types of supports that used in rotating systems However the rub impact between the rotor and bearing is main disadvantage of these bearings that results in nonlinear behaviors Whereby the magnetic bearings have been developed recently that overcomes the previous problems but induces a new nonlinear factors that affect the dynamical behavior of systems In this paper the chaotic behavior of a flexible rotor supported by active magnetic bearings under the influence of nonlinear forces due to the electromagnetic field of bearing force and the unbalancing force is investigated The rotor Active Magnetic Bearing AMBs systems include many non linear factors such as nonlinear function of the coil current and the air gap between the rotor and the stator nonlinearity due to geometric coupling of magnetic actuator eddy current effect flux leakage and hysteresis losses of the magnetic core material A statically unbalanced disk is mounted on the mid span of the shaft The rotor is modeled as three masses and 8 degree of freedom that is supported by two magnetic bearings with four polar coils The shaft divided to two lumped masses in two ends of shaft Therefore they are allowed only planer displacements in x and y while the rigid disk is allowed both x and y displacements plus x and y angular displacements So the gyroscopic moments of disk is impressed in the equations With this model two flexible half shaft can be either treated as massless or subdivided into lumped masses that are combined with concentrated mass of disk The equations of motion are extracted under Euler Bernoulli beam theory The governing dynamics equations of the system are extracted in form of eight nonlinear coupled second order ordinary differential equations by the Lagrange s equations These equations have solved by variable step solver based on the fourth order Runge Kutta ODE 45 method The main point in obtaining reliable results is to select proper time steps for the numerical integration The influence of rotor speed shaft flexibility magnetic bearing stiffness weight parameter external damping proportional and derivative gains of controller are investigated on the behavior of system The bifurcation diagrams time history phase plane portrait power spectra Poincare map and Maximum Lyapunov exponents are used to analyze the response of the system under different operational conditions The numerical result shows a rich variety of nonlinear dynamical behavior including periodic sub periodic 2 3 4 6 12 quasi periodic and chaotic vibrations due to rotor flexibility and stiffness of active magnetic bearings and another operational conditions Also the results reveals that the significant changes in the chaotic regions in new 8 D O F model Comparing the results with other references revealed good matching It implies the accuracy of this model in this research Chaotic vibrations should be avoided as they induce fluctuating stresses that may lead to premature failure of the machinery s main component It will be beneficial to the design of AMB systems KeywordsFlexible rotor Active magnetic bearing Chaos Maximum Lyapunov exponent
استاد راهنما :
مصطفي غيور
استاد داور :
سعيد ضيايي راد، حسن موسوي
