تحلیل ارتعاش عرضی غیرخطی شفت دوار بر روی تکیه‌گاه‌های انعطاف‌پذیر خطی

پذیرفته شده برای پوستر ، صفحه 1-8 (8) XML اصل مقاله (1.55 MB)
کد مقاله : 1101-ISAV2022 (R1)
نویسندگان
1گروه تجهیزات دوار مکانیکی-پژوهشگاه نیرو-تهران-تهران-ایران
2گروه مکانیک دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
ارتعاشات عرضی غیرخطی شفت دوار با تکیه‌گاههای الاستیک خطی تحلیل شده است. معادلات با استفاده از روش هارمونیک بالانس برای تحلیل رزونانس‌های اصلی شفت، حل می‌شوند. شکل مد تیر خطی را که روی تکیه‌گاه‌های کشسان قرار دارد، استفاده شده است و معادله دیفرانسیل جزئی حرکت با این شکل مد، توسط روش گلرکین به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل می شود. این روند به معادله ای غیرخطی از درجه 3 برای بدست آوردن دامنه خیز تیر در حالت پایا منتهی می شود. در تمامی محاسبات فرض شده که شفت در ناحیه الاستیک خطی قرار دارد. یاتاقان‌های دو سر تیر با فنرهای خطی مدل شده‌اند. ضرایب معادله غیرخطی بدست آمده تابعی از فنریت پایه ها می باشد. لذا تاثیر سختی فنرها روی ارتعاشات و پاسخ‌های فرکانسی تیر مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که برای ارتعاش شفت، اثر غیرخطی از نوع فنر سخت شونده است. رابطه بدست آمده برای فرکانس طبیعی با خواص هندسی و جنس شفت مرتبط می‌باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Analysis of nonlinear transverse vibration of rotating shaft on linear flexible supports
Authors
Asghar Najafi, mousa Ramezani
Abstract
The nonlinear transverse vibrations of the rotating shaft with linear elastic supports have been analyzed. The equations are solved using the harmonic balance method to analyze the main resonances of the shaft. The mode shape of the linear beam placed on elastic supports has been used, and the partial differential equation of motion with this mode shape is converted to ordinary differential equations by the Gelerkin method. This process leads to a non-linear equation of degree 3 to obtain the beam amplitude in steady state. In all calculations, it is assumed that the shaft is in the linear elastic region. The bearings on both ends of the beam are modeled with linear springs. The coefficients of the obtained nonlinear equation are a function of the springiness of the bases. Therefore, the effect of the stiffness of the springs on the vibrations and frequency responses of the beam has been investigated. Investigations show that for shaft vibration, the nonlinear effect is of the type of stiffening spring. The relationship obtained for the natural frequency is related to the geometrical properties and the material of the shaft.
Keywords
Nonlinear vibration, Primary resonances, inextensible flexible shaft, mode shape
مراجع
<p dir="LTR">[1] S.A.A. Hosseini, S.E. Khadem, Free vibration analysis of rotating beams with random properties, Structural Engineering and Mechanics 20 (2005) 293&ndash;312.</p> <p dir="LTR">&nbsp;[2] S.A.A. Hosseini, S.E. Khadem, Vibration and reliability of a rotating beam with random properties under random excitation, International Journal of Mechanical Sciences 49 (2007) 1377&ndash;1388.</p> <p dir="LTR">[3] S.A.A. Hosseini, S.E. Khadem, Free vibration analysis of a rotating shaft with nonlinearities in curvature and inertia, Mechanism and Machine Theory 44 (2009) 272&ndash;288.</p> <p dir="LTR">[4] W. Lacarbonara, Direct treatment and discretizations of non-linear spatially continuous systems, Journal of Sound and Vibration 221 (1999) 849&ndash;866.</p> <p dir="LTR">&nbsp;[5] S.E. Khadem, M. Shahgholi, S.A.A. Hosseini, Primary resonances of a nonlinear in-extensional rotating shaft, Mechanism and Machine Theory 49 (2010) 1067-1081.</p>