Valmistusvirheitä sisältävän roottorin värähtelymalli ja simulointiohjelma

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi

Authors

Date

2000

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Mekaniikka

Mcode

Mat-5

Degree programme

Language

fi

Pages

73

Series

Abstract

Työssä on esitelty roottorin värähtelyjä kuvaava matemaattinen malli ja sen pohjalta kehitetty simulointiohjelma. Malli on kehitetty Mekaniikan laboratoriossa ja se sisältää useita roottorin valmistusvirheitä, joiden vaikutusta roottorin värähtelyihin voidaan mallin avulla tutkia. Nämä mallin sisältämät valmistusvirheet eli epäideaalisuudet, kuten niitä tässä työssä on kutsuttu, ovat alkukäyryys, painovoima, hyrräilmiö, muotoepäsymmetria ja epäsymmetrinen jousitettu tuenta. Osana tutkimusta tehtiin myös kattava kirjallisuuskatsaus roottorien värähtelyjen tutkimuksen tilasta maailmalla. Katsauksessa kerättyjen viitteiden avulla on voitu pääosin varmistaa, että kehitetyn mallin termit ovat oikeita. Roottorin malli koostuu kahdesta värähtelyjä kuvaavasta osittaisdifferentiaaliyhtälöstä ja näihin liittyvistä kahdeksasta reunaehtoyhtälöstä. Yhtälöt on johdettu käyttäen Hamiltonin periaatetta, jossa lähtökohtana ovat olleet roottorin kineettisen ja potentiaalienergian lausekkeet. Simulointia varten malli on muunnettu elementtimenetelmää hyväksi käyttäen ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöiden ryhmäksi, joka voidaan helposti ja melko nopeasti ratkaista valmiilla laskentatyökaluilla. Roottorin mallin pohjalta kehitettiin simulointiohjelma, jolla voidaan laskea roottorin dynaaminen vaste erilaisten epäideaalisuusyhdistelmien vaikuttaessa roottoriin. Ohjelma sisältää kattavan määrän roottorin dynamiikkaan vaikuttavia ilmiöitä, mikä yhdessä joustavan elementtitoteutuksen kanssa tekee ohjelmasta erittäin tehokkaan työkalun roottoridynamiikan tutkimuksessa. Ohjelman ensimmäisessä versiossa ei vielä ole kehittynyttä käyttöliittymää ja visualisointirutiineissakin on parannettavaa, mutta testien perusteella ohjelma näyttäisi toimivan hyvin ja laskevan luotettavasti. Ensimmäiset ohjelmalla lasketut tulokset ovat erittäin lupaavia, ja odotamme, että jatkossa ohjelman avulla saadaan paljon hyödyllistä tietoa yritettäessä ymmärtää valmistusvirheiden vaikutusta roottorin värähtelyihin.

Description

Supervisor

Mikkola, Martti

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447391

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK