АНАЛІЗ НЕЛІНІЙНИХ ЖОРСТКІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРУЖНИХ ОПОР КОМПРЕСОРА НАГНІТАЧА ПОВІТРЯ

Анотація

Вібрації роторних систем значною мірою  визначаються пружними характеристиками опор. У загальному випадку залежність переміщень від сили для таких опор  є нелінійною. Це стосується підшипникових опор різних типів. Крім підшипників, у опорах роторних систем застосовуються також пружні елементи. Вони призначені для зміни загальної жорсткості опор. У роботі проаналізовано радіальну жорсткість гнучких кільцевих демпферів, що використовуються в опорах ротора. Для цього запропоновано два основних підходи. Перший – це звичайне моделювання цієї проблеми контактної механіки методом скінченних елементів. Другий – це аналітичний метод, який можна використовувати як альтернативу дорогим чисельним обчисленням. Цей метод базується на принципі мінімальної додаткової енергії. Розроблено спеціальне варіаційне формулювання в закритій формі із використанням балкової апроксимації Ейлера-Бернуллі для пружного кільця та спрощеної моделі нормального контакту на фланцях кільця. Було показано, що поверхневі допуски деталей мають істотний вплив на радіальний відгук гнучкого кільця, який може стати нелінійним. Щільне прилягання кільця з обох сторін робить його значно жорсткішим, а нещільне прилягання призводить до вільного руху ротора та значно слабкішого гасіння його руху. Обидва методи дали результати, які узгоджуються для розглянутих випадків. За рахунок варіювання їх конструктивних параметрів можливе відлаштування від критичних режимів роботи  роторних систем.

Ключові слова: роторна система, пружна опора, жорсткість, скінченно-елементний аналіз, напружено-деформований стан, контактна взаємодія, принцип мінімуму додаткової енергії