Hybrid Reduced Model of Rotor

• Autorzy: Hein R. , Orlikowski C.

Warianty tytułu

PL

Hybrydowy zredukowany model wirnika

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the authors describe the method of reduction of a model of rotor system. The proposed approach makes it possible to obtain a low order model including e.g. non-proportional damping or the gyroscopic effect. This method is illustrated using an example of a rotor system. First, a model of the system is built without gyroscopic and damping effects by using the rigid finite element method. Next, this model is reduced. Finally, two identical, low order, reduced models in two perpendicular planes are coupled together by means of gyroscopic and damping interaction to form one model of the system. Thus a hybrid model is obtained. The advantage of the presented method is that the number of gyroscopic and damping interactions does not affect the model range.

PL

W pracy zaprezentowano metodę redukcji modelu wirnika z efektem żyroskopowym i tłumieniem. Do budowy modelu zredukowanego wykorzystano dwie metody konstruowania przybliżonych modeli dyskretnych układów ciągłych - metodę dekompozycji modalnej oraz metodę dyskretyzacji przestrzennej (elementów skończonych). Zredukowany model modalny zbudowano dla tej części modelu, dla której łatwo jest formułować warunki ortogonalności. Pozostałe zjawiska, które powodują trudności w formułowaniu warunków ortogonalności np. efekt żyroskopowy lub nieproporcjonalne tłumienie, zamodelowano z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Następnie powiązano ze sobą dwa takie same modele drgające w płaszczyznach wzajemnie prostopadłych poprzez zamodelowane oddziaływania żyroskopowe lub nieproporcjonalne tłumienie. Zaprezentowana metoda umożliwia otrzymanie modelu wirnika niskiego rzędu przy zmiennej prędkości kątowej oraz z dowolnym rodzajem tłumienia wewnętrznego i zewnętrznego. Zaprezentowany przykład analizy wirnika potwierdza skuteczność zaproponowanego ujęcia.

Słowa kluczowe

EN

mechanical system; modelling; vibration

PL

system mechaniczny; modelowanie; wibracja

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. LX, nr 3
• Strony: 319--333
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hein R.

• Gdansk University of Technology, Poland

autor

Orlikowski C.

• Gdansk University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Friswell A. M. I.: Candidate reduced order models for structural parameter estimation. ASME Journal of Vibration and Acoustics, vol. 112(93) (1990).
• [2] Gawronski W.K.: Dynamics and Control of Structures, A Modal Approach, Springer, New York, 1998.
• [3] Gawronski W., Kruszewski J., Ostachowicz W., Tarnowski J., Wittbrodt E.: The finite element method in the dynamics of structures [in Polish], Arkady, Warsaw 1984.
• [4] Hatch Michael R.: Vibration Simulation Using MATLAB and ANSYS, Chapman & Hall/CRC, 2001.
• [5] Krämer E.: Dynamics of Rotors and Foundations, Springer-Verlag, 1993.
• [6] Kruszewski J., Gawronski W., Wittbrodt E., Najbar F., Grabowski S.: The rigid finite element method [in Polish], Arkady, Warsaw 1975.
• [7] Orlikowski C., Hein R.: Modal reduction and analysis of gyroscopic systems. Solid State Phenomena 164 (2010) 189-194.
• [8] Orlikowski C., Hein R.: Hybrid, approximate models of distributed-parameter systems. The 12th Mechatronics Forum Biennial International Conference. Part 2/2, Zurich, June 28-30, 2010 / H. Wild, K. Wegner. - Swiss Federal Institute of Technology (2010) 163-170.
• [9] Orlikowski C., Hein R.: Reduced model of gyroscopic system, Selected Problems of Modal Analysis of Mechanical Systems, Editor T. Uhl, Radom: Publishing House of the Institute for Sustainable Technologies National Research Institute, 2009, AGH, Kraków 2007,
• [10] Orlikowski C., Hein R.: Modelling and analysis of rotor with magnetic bearing system, Developments in mechanical engineering, Editor J. T. Cieslinski, GUTP, Gdansk 2008.
• [11] Orlikowski C., Hein R., Cyran R.: Computational algorithm for the analysis of mechatronic systems with distributed parameter elements, Mechatronic design. Selected issues, Joined publication, edited by T. Uhl, Cracow 2010, Scientific publisher ITE-PIB, 2010. - s. 115-122.
• [12] Orlikowski C., Hein R.: Modelling and analysis of beam/bar structure by application of bond graphs, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 49, No. 4 (2011), s. 1003-1017.