ارائه‌کننده: ایمان علی محمدی معدنوئی
استاد راهنما: دکتر محمدرضا قضاوی
استاد مشاور: دکتر اصغر نجفی
استاد ناظر داخلی: دکتر مرتضی کاراموز
استاد ناظر خارجی: دکتر مجید شاهقلی
تاریخ: 1403/06/26
ساعت: 16
مکان: دانشکده فنی و مهندسی، طبقه دوم، کلاس 154

چکیده:
روتورها اجزای اصلی توربوماشین‌ها مانند توربین‌ها و کمپرسورها هستند. با طراحی‌های مدرن که قطعات را سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر کرده‌اند، بررسی رفتار دینامیکی کوپل شده این سیستم‌ها و اثرات غیرخطی و ناپایداری اهمیت زیادی یافته است. در این پژوهش، ارتعاشات خطی و غیرخطی یک سیستم شفت و دیسک پره‌دار که شامل تسمه اتصال پره‌ها و تکیه‌گاه الاستیک است، مورد بررسی قرار گرفته است.
در این مدل، ۷ پره به‌صورت تیر اویلر-برنولی مدل‌سازی شده‌اند و با زاویه‌ای مشخص بر روی دیسک نصب شده‌اند. دیسک به‌عنوان یک جسم صلب و شفت به‌عنوان یک تیر تیموشنکو که بر روی تکیه‌گاه الاستیک غیرخطی قرار دارد، در نظر گرفته شده‌اند. تسمه‌های اتصال پره‌ها نیز به‌صورت فنرهای خطی بدون جرم مدل‌سازی شده‌اند. همچنین، ارتعاشات طولی پره‌ها و ارتعاشات پیچشی شفت در این مطالعه لحاظ شده است. در ابتدا، انرژی‌های اجزای مختلف سیستم استخراج و سپس معادلات حرکت سیستم با استفاده از روش مودهای فرضی و معادلات لاگرانژ به دست آمده است.
برای حذف عبارات زمان‌مند از معادلات حرکت، از روش تجزیه کولمن استفاده شده است. در ادامه، با نادیده گرفتن عبارات غیرخطی به منظور کسب درکی ابتدایی از رفتار خطی سیستم، تحلیل اولیه انجام شده است. فرکانس‌های طبیعی سیستم، شکل مودها و نمودار کمپبل، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، تأثیر پارامترهای مختلف، از جمله پایه‌های الاستیک و تسمه اتصال، بر رفتار دینامیکی سیستم مطالعه شده است تا نقش هر یک از این اجزا در فرکانس‌های طبیعی سیستم مشخص شود. پس از آن ارتعاشات غیرخطی سیستم روی تکیه‌گاه الاستیک غیرخطی در دو حالت ماندگار و گذرا، تحت تأثیر نیروی نابالانسی و شرایط اولیه، با استفاده از روش میانگین‌گیری مختلط و انتگرال‌گیری نیومارک بررسی شده است. این تحلیل‌ها با هدف درک بهتر رفتار سیستم در شرایط غیرخطی و واکنش آن به تحریکات خارجی و شرایط اولیه انجام شده‌اند. اثر پارامتر‌های مختلف از جمله سختی تکیه‌گاه، میرایی و تسمه اتصال بر ارتعاشات غیرخطی سیستم مورد مطالعه قرار گرفته شده است.