دانش و فناوری هوافضا

دانش و فناوری هوافضا

تحلیل دینامیکی یک سیستم روتور-دیسک دارای نابالانسی با وجود دمپینگ داخلی برروی بستر ویسکوالاستیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
2 استادیار، مهندسی فضایی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
چکیده
در این مقاله، هدف بررسی پاسخ فرکانسی یک سیستم روتور-دیسک تحت دوران با وجود نابالانسی است. سیستم-های دوار، یکی از اصلی‌ترین بخش‌ها در ماشین‌های مکانیکی می‌باشند. ترکیب روتور-دیسک‌ها به عنوان بخشی از موتورها و پیشرانه‌های هواپیماها و هلیکوپترها عمل می‌کنند. از آنجائیکه این سیستم‌ها با سرعت بالا گردش می‌کنند، کوچکترین نابالانسی بر عملکرد آن‌ها تاثیرگذار می‌باشد. لذا اینجا ارتعاشات اجباری یک سیستم روتور-دیسک و یاتاقان با وجود دمپینگ داخلی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. به منظور ایجاد ارتعاشات اجباری از یک نابالانسی جرمی برروی دیسک استفاده شده است. محور اصلی از چهار محور کوچکتر با مقاطع مختلف تشکیل شده است. یاتاقان‌های با بستر ویسکوالاستیک مدل شده‌اند. از تئوری تیر تیموشنکو برای استخراج معادلات حرکت استفاده شده است. اثرات دمپینگ داخلی، اثرات ژیروسکوپیک، سختی یاتاقان، ضریب افت بستر ویسکوالاستیک و... برروی ارتعاشات سیستم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نشان داده شده است که افزایش سختی یاتاقان و دمپینگ داخلی باعث کاهش دامنه جابجایی سیستم می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Dynamic analysis of a rotor-disk system with unbalance and internal damping on a viscoelastic foundation

نویسندگان English

Mahmood Raeiszadeh Kooshkghazi 1
Majid Bakhtiari 2
Kamran Daneshjou 3
Ali Tarkashvand 4
1 M.Sc. Student, Mechanical Engineering Department, Iran University of Science & Technology, Tehran
2 Assistant Professor, School of Advanced Technologies, Iran University of Science & Technology, Tehran.
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
4 Ph.D student, School of Mechanical engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran
چکیده English

In this paper, the aim is to investigate the frequency response of a rotor-disk system under rotation in the presence of unbalance. Rotating systems are among the most essential components in mechanical machinery and are widely used in most mechanical systems. Rotor-disk assemblies serve as key parts of engines and propulsion systems in aircraft and helicopters. Since these systems operate at high speeds, even the slightest imbalance can affect their performance. Therefore, forced vibrations of a rotor-disk-bearing system in the presence of internal damping are analyzed here. A mass imbalance is introduced on the disk to generate forced vibrations. The main shaft is composed of four smaller shafts with different cross-sections. Bearings are modeled using a viscoelastic foundation. The Timoshenko beam theory is employed to derive the equations of motion. The effects of internal damping, gyroscopic effects, bearing stiffness, loss factor of the viscoelastic foundation, and other parameters on the system’s vibrations are investigated. It is shown that increasing both bearing stiffness and internal damping reduces the displacement amplitude of the system.

کلیدواژه‌ها English

Rotary systems
Viscoelastic foundation
Rotor-disk
Timoshenko's beam theory
Mass unbalance