بررسي تجربي و عددي استفاده از جداكننده‌هاي پايه در حفاظت لرزه‌اي از ماشين‌هاي‌دوار انعطاف‌پذير

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

كارشناسي ارشد

ارتعاشات ناشي از تحريك‌هاي لرزه‌اي مي‌تواند عملكرد و ايمني سامانه‌هاي روتورديناميكي را به‌طور جدي تحت تأثير قرار دهد، به‌ويژه در كاربردهاي صنعتي حياتي نظير توربين‌هاي گاز، پمپ‌هاي نفت، كمپرسورهاي گاز و ژنراتورهاي نيروگاه‌ها كه در مناطق زلزله‌خيز قرار دارند. اين ارتعاشات مي‌تواند منجر به تشديد پاسخ‌هاي ديناميكي، افزايش بارهاي لحظه‌اي بر بلبرينگ‌ها، عدم تعادل روتور، كاهش عمر مفيد اجزا و حتي توقف ناگهاني عمليات شود. استفاده از جداسازهاي ارتعاشي الاستومري به‌عنوان يك راهكار حفاظتي، با هدف كاهش انتقال انرژي لرزه‌اي از پايه به سامانه دوار، مي‌تواند اين مشكلات را تا حدي تسكين دهد و پايداري سيستم را افزايش دهد. در اين پژوهش، پاسخ لرزه‌اي يك سامانه دوار با و بدون استفاده از جداساز پايه مورد بررسي تحليلي و تجربي قرار گرفته است. مدل عددي روتور با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه داده شده و اثرات جرم، سختي، ميرايي و ژيروسكوپي در معادلات حركت لحاظ شده‌اند. براي تحليل پاسخ زماني سيستم تحت تحريك لرزه‌اي، روش انتگرال‌گيري نيومارك به كار گرفته شده و جداساز پايه به‌صورت المان‌هاي فنر- ميراگر خطي در دو جهت افقي و عمودي مدل‌سازي شده است. آزمايش‌هاي تجربي روي ميز لرزه با تحريك هارمونيك جارو شده انجام شد و شاخص‌هاي شتاب زماني، مقدار مؤثر، بيشينه و تابع پاسخ فركانس اندازه‌گيري گرديدند. به‌منظور اعتبارسنجي مدل عددي، نتايج شبيه‌سازي با داده‌هاي تجربي مقايسه شدند. در حالت پايه‌ثابت، بخشي از انرژي ورودي (حدود 30 تا 65 درصد) به‌واسطه‌ي ميرايي ذاتي سيستم كاهش مي‌يابد؛ با اين حال، در حالت جداسازي‌شده، شتاب منتقل‌شده به بلبرينگ‌ها به‌طور قابل‌توجهي كمتر از حالت پايه‌ثابت است. مدل عددي با همخواني مناسبي با نتايج تجربي مطابقت داشت. مطالعات پارامتريك نيز نشان داد كه افزايش ارتفاع جداساز و تغيير جنس به سيليكون، تأثير مثبتي بر كاهش ارتعاشات دارد.

237225

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان