تحلیل روتور دینامیک توسط ansys workbench
روتور دینامیک:
روتور دینامیک عبارتست از مطالعه رفتار ارتعاشی در سازه های دوار متقارن محوری. اثر اینرسی در سیستم های با سرعت دورانی بالا نظیر توربین های گازی بسیار حائز اهمیت بوده و در طراحی مناسب و کاهش آسیب دیدگی این سیستم ها موثر می باشد. یک بخش مهم از اثر اینرسی ممان ژیرسکوپی است که بر اثر حرکت تقدیمی ناشی از ارتعاشات روتور در هنگام چرخش بوجود می آید. این اثر با افزایش سرعت دورانی روتور افزایش می یابد و نادیده گرفتن آن موجب آسیب به سیستم و خرابی یاتاقان ها و تکیه گاه های سیستم می شود.
محاسبه میزان سختی مربوط به یاتاقان ها میزان انعطاف پذیری تکیه گاه های سیستم و همچنین میزان اثر میرای ناشی از آنها یک فاکتور مهم پایداری سیستم می باشد.
معادله حاکم بر رفتار دینامیکی سیستم:
در حوزه روتور دینامیک دو ترم G ,B به معادله اضافه می شود و به شکل زیر در می آید:
برای مثال یک دیسک توخالی را در نظر بگیرید که سطح داخلی آن مقید شده است. این دیسک با سرعت ۱۲۰rpm در حال دوران است.
شعاع داخلی=۱۶٫۵mm
شعاع خارجی=۴۷٫۵mm
ضخامت=۸mm
درحوزه روتور داینامیک برای حل مسائل نیاز به یکسری دستورهای خاص است. به همین منظور نیاز به command گذاری در محیط workbench می باشد.
بیشتر بخوانید: تحلیل پارامتریک در محیط Workbench
برای انجام تحلیل روتوردینامیک دستورهای زیر را اعمال می نماییم:
! Commands inserted into this file will be executed just prior to the ANSYS SOLVE command.
! These commands may supersede command settings set by Workbench.
! Active UNIT system in Workbench when this object was created: Metric (m, kg, N, s, V, A) with temperature units of C
! NOTE: Any data that requires units (such as mass) is assumed to be in the consistent solver unit system.
! See Solving Units in the help system for more information.
modopt,qrdamp,12,,,on
omega,,,120*2*3.14
coriolis,on,,,on
mapand,12
برای فهم بیشتر اندکی درباره دستورها توضیح می دهیم:
modopt,qrdamp,12,,,on
این دستور برای تعیین تعداد مودهای درخاستی و انتخاب نوع حلگر می باشد.
omega,,,120*2*3.14
این دستور برای تعیین سرعت زاویه ای می باشد.
coriolis,on,,,on
این دستور برای فعال کردن اثر ماتریس ژیرسکوپی و ماتریس دورانی می باشد.
mapand,12
با این دستور تعداد مودها برای نمایش در خروجی مشخص می شود.
مشاهده نتایج:
مقادیر فرکانس های طبیعی به دست آمده:
|
Mode |
Damped Frequency [Hz] |
Stability [Hz] |
Modal Damping Ratio |
Logarithmic Decrement |
|
۱. |
۲۶۶۸.۱ |
۰. |
۰. |
۰. |
|
۲. |
۲۶۶۹.۱ |
|||
|
۳. |
۲۶۶۹.۳ |
|||
|
۴. |
۳۱۳۰.۹ |
|||
|
۵. |
۳۱۳۱.۱ |
|||
|
۶. |
۴۸۶۱.۱ |
|||
|
۷. |
۴۸۶۱.۳ |
|||
|
۸. |
۷۹۹۹.۹ |
|||
|
۹. |
۸۰۰۰.۴ |
|||
|
۱۰. |
۱۲۴۵۵ |
|||
|
۱۱. |
۱۲۴۵۶ |
|||
|
۱۲. |
۱۸۲۹۰ |
شکل مودهای متناظر با هر فرکانس در خروجی آورده می شود که ما به آوردن چند مورد بسنده می کنیم.
منابع: