دینامیک روتور

طبق تعریف هر ماشینی که شامل اجزای چرخان باشد را ماشین دوار می‌نامند، توربین‌های گاز، توربین‌های بخار، ژنراتورهای الکتریکی و کمپرسورهای صنعتی از جمله ماشین‌های دوار محسوب می‌شوند. به طور معمول یک ماشین دوار از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است. قطعات چرخان مانند شافت‌ها و دیسک‌ها جزو روتور محسوب شده و قطعات ثابتی مانند یاتاقان‌ها و فونداسیون به عنوان استاتور مطرح می‌شوند. شکل زیر یک نمونه از روتورهای صنعتی را نمایش می‌دهد. روتورها هم مانند تمامی قطعات مکانیکی دارای فرکانس طبیعی ارتعاشی هستند و هنگامی که در این فرکانس شروع به چرخش می‌کنند، به سمت شرایط تشدید پیش می‌روند. به سرعت‌هایی که در آن روتور به تشدید می‌رسد، سرعت‌های بحرانی گفته می‌شود سرعت‌های بحرانی خیلی شبیه به فرکانس‌های تشدیدی هستند که در حالت سکون و از تست ضربه به دست می‌آیند اما به علت تأثیرات خواص دینامیکی روتور و یاتاقان‌های آن که وابسته به سرعت می‌باشند سرعت‌های بحرانی اندکی با فرکانس‌های طبیعی متفاوت می‌باشند.

موضوع ارتعاشات خمشی و سرعت‌های بحرانی شافت‌ها یکی از معمولی ترین مسائلی است که در مهندسی ارتعاشات مطرح می‌شود. این مسٔله یکی از مشکلات آزار دهنده در طراحی و تعمیر اینگونه ماشین‌هاست. همه روتورهایی که در سرعت دورانی بالایی کار می‌کنند برای رسیدن به سرعت کاری بایستی از تعدادی فرکانس‌های طبیعی خود عبور کنند و با توجه به پدیده تشدید و ایجاد خسارات احتمالی توانایی محاسبه سرعت‌های بحرانی اهمیت پیدا می‌کند. سرعت بحرانی روتور بستگی به مشخصات ماده، هندسه روتور و شرایط قيود انتهایی آن دارد. محاسبه سرعت بحرانی روتورها می‌تواند در طراحی روتورها و جلوگیری از رخ دادن پدیده مخرب تشدید و بررسی و تشخیص معایب ماشین‌های دوار مفید باشد.
روتورها هر چقدر هم خوب بالانس شده باشند باز هم مقداری نابالانسی دارند و وقتی در سرعت‌هایی مساوی با فرکانس طبیعی می‌چرخند در آنها تشدید روی می‌دهد. این سرعت‌ها در سال ۱۸۶۹ توسط رانکین به نام «سرعت های بحرانی|» نامیده شدند. منتشر شدن مقاله رانکین را می‌توان نقطه شروع یک شاخه خاصی در مکانیک کاربردی در رابطه با بررسی پایداری ماشین‌ها دانست. در دهه ۱۹۲۰ طراحی و ساخت ماشین‌های دوار که با سرعتهای فوق بحرانی کار می‌کردند یک شاخه جدیدی در دینامیک به نام دینامیک روتورها بوجود آورد. بدین ترتیب مسائل جدیدی مانند بالانس دینامیکی، شتاب در سرعت‌های بحرانی، تاثیر استهلاک‌های زیاد، رفتار مکانیکی یاتاقان‌های مختلف و تأثیرات آنها روی پایداری حرکات چرخشی مطرح شد.

پروژه‌های مرتبط

• آنالیز ارتعاشات غیرخطی و پایداری روتور نابالانس در حالت تشدیدهای اولیه و ثانویه
• بررسی ارتعاشات غیرخطی روتورهای انعطاف پذیر با یاتاقان های ژورنال کوتاه و بلند
• تحلیل ارتعاشات غیرخطی روتورهای انعطاف‌پذیربا میراگرهای فیلم فشرده
• تعیین سرعت های بحرانی سیستم روتور به همراه دیسک پره دار هم میزان و ناهم میزان
• بررسی ارتعاشی روتور توربوجت
• بررسی رفتار دینامیکی روتورهای دارای ترک اریب
• تحلیل پایداری روتور با توزیع نامتقارن حرارت ناشی از وجود یاتاقان لغزشی
• آنالیز گذرای ارتعاشی روتورهای ترک دار به روش اجزاء محدود
• تحلیل پایدار ی روتور با توزیع نامتقارن حرارت ناشی از سایش
• بررسی روشهای نوین بالانس روتورهای انعطاف پذیر با استفاده از داده برداری تجربی
• دینامیک وارتعاشات رتورهاوبالانس اتوماتیک ماشینهای دوار