ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΟΛΥΒΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΩΝ ΑΞΟΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ANSYS Ακριβός Σωκράτης Επιβλέπων καθηγητής :Χρήστος Α. Παπαδόπουλος

ΣΚΟΠΟΣ  Διερεύνηση των δυνατοτήτων του ANSYS σε δυναμική ανάλυση αξόνων  Επαλήθευση των αποτελεσμάτων του προγράμματος με τιμές αναφοράς  Σύγκριση της καταλληλότητας των μεθόδων 1D και 3D για τα διάφορα στάδια του σχεδιασμού

ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ  ΑΞΟΝΑΣ DeLaval  Δίσκος στο κέντρο αβαρούς άξονα, στηριγμένου σε ακλόνητα έδρανα

ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΞΟΝΑ ΣΤΟ ANSYS  M,C,K τα μητρώα μάζας, απόσβεσης και δυσκαμψίας  G γυροσκοπικό μητρώο  Β μητρώο δυσκαμψίας που εξαρτάται από την ω

ΘΕΩΡΙΑ ΔΟΚΩΝ TIMOSHENKO  Συμβολή διατμητικών παραμορφώσεων  Μείωση Δυσκαμψίας σε σχέση με Euler- Bernoulli  Μείωση ιδιοσυχνοτήτων, ιδιαίτερα σε υψηλές ταχύτητες περιστροφής  Κατάλληλη για τη μελέτη κοντών αξόνων λ=L/r<10

ΣΤΟΙΧΕΙΑ 1D  1D  BEAM188  MASS21  COMBI214

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΙΑ 3D ΑΝΑΛΥΣΗ  3D  MESH200  SOLID186  COMBI214

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ANSYS  ΑΝΑΛΥΣΗ ΙΔΟΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ  Έυρεση ιδιοσυχνοτητων  Διάγραμμα Campbell

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ANSYS  ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ  Διάγραμμα απόκρισης  Απεικόνιση ιδιομορφών  Τροχιές κεντρικών σημείων άξονα (orbits)

ΑΞΟΝΑΣ ΜΕ ΔΥΟ ΔΙΣΚΟΥΣ  L = 1 m L1 = 0.3 m L2 = 0.7 m  d= 0.01 m  D = 0,04 m h=0.015

ΑΞΟΝΑΣ ΜΕ ΔΥΟ ΔΙΣΚΟΥΣ 1D KAI 3D ΜΟΝΤΕΛΑ

Σύγκριση αποτελεσμάτων  Ικανοποιητική ακρίβεια για την 1 η και τη 3 η ιδιοσυχνότητα  Μεγαλύτερη ακρίβεια για το 3D μοντέλο στη 2 η ιδιοσυχνότητα Ref[1]: J.-J Sinu-A.W.Lees (The influence of cracks in rotating shafts-2005) ΛΥΣΗ/ΙΔΙΟΣΥΧΝΟΗΤΕΣ 1η1η1η1η 2η2η2η2η 3η3η3η3η Ref[1] ANSYS 1D ANSYS 3D

ΜΕΛΕΤΗ ΠΟΛΥΒΗΜΑΤΙΚΟΥ ΑΞΟΝΑ  L = m  Dmax = m Dmin = m  Mdisk =1.402 kg  Kyy = Kzz = 4.378e7 N/m

ΜΟΝΟΑΞΟΝΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ

ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ

Αποτελεσματα -Σύγκριση Ref[2] Ref[2]: Ref[2]: Dynamic Analysis of multi-stepped, distributed parameter rotor bearing systems (S.-W. Hong and J.-H. Park)

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -1D  ΥΠΕΡ  Ευκολία μοντελοποίησης  Γρήγορες αλλαγές στις ιδιότητες των δίσκων  Ταχύτατη εκτίμηση της φύσης του προβλήματος  ΚΑΤΑ  Αδυναμία απεικόνισης των δίσκων

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ- 3D  ΥΠΕΡ  Ρεαλιστκή απείκονηση του μοντέλου  Ακρίβεια  ΚΑΤΑ  Πολυπλοκότητα του μοντέλου  Χρονοβόρες οι αλλαγές στα χαρακτηριστικά των δίσκων

ΤΕΛΟΣ