Proposal of a integration model for rotor-bearings-structure
| Autor: | Augusto Chrispim Mengalli Gilberti de Alencar |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Machado, Tiago Henrique, 1986, Castro, Hélio Fiori de, Gevinski, Jakerson Ricardo, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) instacron:UNICAMP |
| Popis: | Orientador: Tiago Henrique Machado Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: A análise de máquinas rotativas é fundamental devido à grande variedade de dispositivos regidos por princípios da dinâmica de rotores. Essas máquinas representam desde pequenos equipamentos cotidianos até grandes equipamentos em centrais de geração de energia. O conhecimento do bom funcionamento das máquinas rotativas na sua estrutura de suporte permite mais segurança para operadores e usuários e uma grande economia financeira. Os principais componentes das máquinas rotativas são rotores, mancais e fundação. O comportamento dinâmico do sistema é obtido analisando o conjunto de todas as partes com todos os fenômenos envolvidos. A análise de cada componente é feita com técnicas diferentes, explicitando a complexidade da análise completa, uma vez que o comportamento de cada componente influencia no comportamento de outro componente. Neste trabalho, o modelo matemático adotado para estudar o rotor foi obtido através do método de elementos finitos, considerando elementos de viga e discos rígidos. Para os mancais, a escolha foi a modelagem com coeficientes equivalentes de rigidez e amortecimento para resposta linear e a utilização direta das forças hidrodinâmicas para a resposta não linear, utilizando em ambos os casos o método de volumes finitos. A utilização do método de parâmetros concentrados permitiu a inclusão do modelo de fundação para entender como a variação dos parâmetros da fundação altera a resposta do sistema. Desta forma, foi desenvolvida uma rotina de simulação computacional para considerar a influência dos parâmetros da fundação na resposta temporal do sistema considerando um sistema simétrico e outro não simétrico, bem como análises lineares e não lineares para a força hidrodinâmica. A resposta obtida mostrou que o aumento da rigidez da fundação e anisotropia alteram o formato e a localização da órbita do sistema. Simulações não lineares sem fundação mostraram órbitas com diferenças mais significativas em velocidades de operação maiores Abstract: The analysis of rotating machines is fundamental because of the wide variety of devices that use the principles of rotor dynamics. These machines represent from small ordinary equipment to large equipment in power plants. The knowledge of the good functioning of the rotating machines in their support structure allows more security for operators and users and a great financial saving. The main components of rotary machines are rotors, bearings and foundation. The dynamic behavior of the system is obtained by analyzing all the parts as a whole with all the phenomena involved. The analysis of each component is made with a different technique, explaining the complexity of the complete analysis, since the behavior of each component influences the behavior of another component. In this work, the mathematical model adopted to study the rotor was obtained through the finite element method, considering beam elements and rigid disks. For the bearings, the choice was the modeling with equivalent coefficients of stiffness and damping for the linear response and the direct use of hydrodynamic forces for the nonlinear response, using in both cases the finite volume method. The use of the concentrated parameter method allowed the inclusion of the foundation model to understand how the variation of the parameters changes the response of the system. In this way, a computational simulation routine was developed to consider the influence of the foundation parameters on the temporal response of the system considering a symmetric and non-symmetrical system, as well as linear and nonlinear analyzes for hydrodynamic forces. The response obtained showed that increased foundation stiffness and anisotropy alter the shape and location of the orbit of the system. Nonlinear simulations without foundation displayed orbits with more significant differences at higher operating speeds Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica |
| Databáze: | OpenAIRE |
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