بررسی اثر ترک در پاسخ حالت پایدار و حالت گذرای سیستم روتور-یاتاقان

نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان

2 دانشیار دانشگاه سمنان، آزمایشگاه آنالیز مودال

چکیده

در این تحقیق اثر ترک تنفسی بر پاسخ سیستم روتور-یاتاقان و در دو حالت پاسخ حالت پایدار و همچنین حالت گذرا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به صورت منحنی های تبدیل فوریه و تبدیل موجک پیوسته نمایش داده شده است. استخراج ماتریس های ضرایب معادله حرکت سیستم، مدل سازی ترک و شبیه سازی رفتار تنفسی ترک پیش از بدست آوردن پاسخ سیستم انجام شده است. در مرحله بعد با استفاده از روش عددی حل معادلات "هوبولت"، پاسخ های سیستم روتور در دو حالت کارکرد حالت پایدار و حالت شروع به کار (سیگنال گذرا) و برای عمق های مختلف تَرک در شفت بدست آمده است. برای تحلیل پاسخ سیستم از نمودار های سیگنال زمانی، تبدیل فوریه و نهایتاً نمودار انرژی ضرایب تبدیل ویولت پیوسته استفاده شده است. با بررسی روش های فوق به معرفی نشانه های وجود ترک تنفسی در سیستم روتور-یاتاقان پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the steady-state and transient responses of a cracked rotor-bearing system

نویسندگان [English]

  • N Rezazadeh 1
  • M Ashouri 2
چکیده [English]

In this paper the effect of breathing crack on the rotor-bearing system at two steady state and transient responses are discussed. Results are shown in fast fourier and continous wavelet coefficients diagram. Before extracting of system responses, system equation of motion matrix, modeling of crack and its breathing behavior simulation been done. Then with numerical method in solving of equation “Houbolt method“, rotor system responses at two operation mode, steady-state and start-up (Transient signal) for various crack depth has been calculated. For investigate about cracked rotor system responses, we used of signal graph, Fourier transform and finally continuous wavelet transform coefficients power spectra curve. With considering in Mentioned methods, signs of breathing crack in the rotor system are presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Breathing crack
  • Fourier transform
  • Continuous Wavelet Transform
  • Transient signal
  • Houbolt method
[1] Yoon, S.Y. "Control of surge in centrifugal compressors by active magnetic bearing: Introduction to rotor dynamics", Springer, Verlag London, 2013.

[2]C.A.Papadopoulos,A.D.Dimarogonas."Coupled longitudinal and bending vibrations of a rotating shaft with an open crack", Journal of Sound and vibration. Vol. 117, no.1, pp. 81-93, 1987.

[3] O. S. Jun, H. I. Eun, Y. Y. Earmme and C. W. Lee. "Modelling and vibration analysis of a simple rotor with a breathing crack", Journal of Sound and Vibration, Vol. 155, no.2, pp. 273-290, 1992.

[4] A. S. Sekhar, P. Balaji Prasad. "Dynamic analysis of a rotor system considering a slant crack in the shaft", Journal of Sound and vibration, Vol. 208, no.3, pp. 457-474, 1997.

[5] S. A. Adewusi, B. O. AL-Bedoor. "Wavelet analysis of vibration signals of an overhang rotor with a propagating transverse crack", Journal of Sound and vibration, Vol. 246, no.5, pp. 777-793, 2001.

[6] A. K. Darpe, A. Chawla, K. Gupta.  "Dynamics of a two-cracked rotor", Journal of Sound and vibration, Vol. 259, no.3, pp. 649-675, 2003.

[7] J. Zou, J. Chen. "A comparative study on time-frequency feature of cracked rotor by Wigner-Ville distribution and wavelet transform", Journal of Sound and vibration, Vol. 276, no.1, pp. 1-11, 2004.

[8] M. Silani , S. Ziaei-Rad, H. Talebi. "Vibration analysis of rotating systems with open and breathing cracks", Applied Mathematical Modeling, Vol. 37, no.24, pp. 9907-9921, 2013.

[9] R. T. Liong, C. Proppe. "Application of the cohesive zone model for the evaluation of stiffness losses in a rotor with a transverse breathing crack", Journal of Sound and Vibration, Vol. 332, no.8, pp. 2098-2110, 2013.

[10] Ruhl, R. L., Booker, J.F. "A Finite Element Model For Distributed Parameter Turborotor Systems", Journal of Engineering for Industry, Vol. 94, no.1, pp. 126-132, 1972.

[11] Nelson, H. D., McVaugh, J. M. "The Dynamics of Rotor-Bearing Systems Using Finite Elements", Journal of Engineering for Industry, Vol. 98, no.2, pp. 593-600, 1976.

[12] Stoisser, C.M., Audebert, S. "A comprehensive theoretical, numerical and experimental approach for crack detection in power plant rotating machinery", Mechanical systems and signal processing, Vol. 22, no.4, pp. 818-844, 2008.

[13] Green, I., Casey, C. "Crack detection in a rotor dynamic system by vibration monitoring", Journal of engineering for Gas turbines and power, Vol. 127, no.2, pp. 425-436, 2005.

[14] A. K. Darpe, K. Gupta, A. Chawla. "Coupled bending, longitudinal and torsional vibrations of a cracked rotor", Journal of sound

 

and vibration, Vol. 269, no.1-2, pp. 33-60, 2004.

[15] Singiresu S. Rao, "Mechanical Vibrations", Prentice Hall, New York, 2010.