Hybrid model of geared rotor system

• Autorzy: Hein R. , Orlikowski C.

Warianty tytułu

PL

Hybrydowy model układu wirników z przekładnią

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a hybrid model of a geared multirotor system has been developed. The model is obtained by application of both the modal decomposition methodology and the spatial discretization method. Reduced modal model was constructed for the system without gyroscopic and damping effects. The gyroscopic interaction, damping and other phenomena which are difficult to include in the modal approach were modeled by application of simply lumping technique. Such approach enables to obtain accurate, low order model of geared rotor system with coupled bending and torsional vibrations. In the model it is possible to include nonproportional or nonlinear damping. Obtained hybrid model has been compared with high order FEM model. Simulation results prove that proposed method of modeling is efficient and relatively easy to use.

PL

W artykule przedstawiono hybrydowy model układu wielowirnikowego z przekładnią. Otrzymano go stosując dwie metody: dekompozycji modalnej oraz dyskretyzacji przestrzennej. Zredukowany model modalny zbudowano dla układu bez efektu żyroskopowego i tłumienia. Oddziaływania żyroskopowe, tłumienie oraz inne zjawiska, które są trudne do uwzględnienia w modelu modalnym modelowano stosując metodę elementów skończonych. Takie podejście umożliwia otrzymanie dokładnego modelu niskiego rzędu uwzględniającego sprzężone drgania giętno-skrętne. W modelu można uwzględnić nieproporcjonalne lub nieliniowe tłumienie. Skonstruowany model hybrydowy został porównany z modelem referencyjnym wysokiego rzędu otrzymanym metodą sztywnych elementów skończonych. Wyniki symulacji potwierdzają skuteczność zastosowanej metody.

Słowa kluczowe

EN

mechanical system; modelling; vibration; modal analysis; model reduction

PL

układ mechaniczny; modelowanie; drgania; analiza modalna; redukcja modeli

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 14, No. 2
• Strony: 17--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hein R.

• Faculty of Mechanical Engineering, Department of Mechanics and Mechatronics, Gdansk University of Technology, Narutowicza Street11/12, 80-233 Gdansk, fax: [phone]

autor

Orlikowski C.

• Faculty of Mechanical Engineering, Department of Mechanics and Mechatronics, Gdansk University of Technology, Narutowicza Street11/12, 80-233 Gdansk

Bibliografia

• [1] An Sung L. Jin Woong H., Dong-Hoon C.: Coupled lateral and torsional vibration characteristics of a speed increasing geared rotor-bearing system, Journal of Sound and Vibration, 2003, Vol. 263, p. 725-742.
• [2] Gawroński W., Kruszewski J., Ostachowicz W., Tarnowski J., Wittbrodt E.: The finite element method in the dynamics of structures [in Polish], Arkady, Warsaw 1984.
• [3] Krämer E.: Dynamics of Rotors and Foundations, Springer-Verlag, 1993.
• [4] Kruszewski J., Gawroński W., Wittbrodt E., Najbar F., Grabowski S.: The rigid finite element method [in Polish], Arkady, Warsaw 1975.
• [5] Orlikowski C.: Modelling, analysis and synthesis of dynamic systems by application of bond graphs. Gdańsk University of Technology Press, Gdańsk, 2005 [in Polish].
• [6] Orlikowski C., Hein R.: Modal reduction and analysis of gyroscopic systems. Solid State Phenomena, 2010, Vol. 164 p. 189-194.
• [7] 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, p. 163-170.
• [8] 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.
• [9] Orlikowski C., Hein R.: Modelling and analysis of rotor with magnetic bearing system, Developments in mechanical engineering, Editor J. T. Cieśliński, GUTP, Gdansk 2008.
• [10] Özgüven, H.N. and D.R. Houser: Mathematical Models Used in Gear Dynamics - A Review,. Journal of Sound and Vibration, 1988. 121: p. 383-411.