Abstrakti
Työssä tutkittiin roottorin taivutusjäykkyysvaihtelua (TJV) sekä roottorin tuennan vaikutusta sen dynaamiseen käyttäytymiseen. Tyypilliset roottoritestit eivät täysin estä TJV:n ja tuennan jäykkyyden aiheuttamia värähtelyongelmia käyttöolosuhteissa. Tämän takia TJV:sta ja tuennan jäykkyydestä johtuvat värähtelyongelmat tarvitsevat vielä syvällisempää tutkimusta, ja roottorit, jotka ovat taipuvaisia kyseisiin värähtelyongelmiin, kattavamman värähtelytestauksen ongelmien ratkaisemiseksi.
Tutkimuksessa kehitettiin horisontaalista tuennan jäykkyyttä säätävä laite, joka integroitiin osaksi roottoritestipenkkiä. Tämä mahdollisti tuennan vaikutuksen tutkimisen roottorin dynaamiseen käyttäytymiseen. Laitetta voitiin käyttää myös havainnollistamaan roottorin käyttäytymistä erilaisissa käyttöolosuhteissa ja näin varmistamaan roottorin sujuva käyttöönotto. Laitteen jäykkyyttä voitiin portaattomasti säätää välillä 2–18 MN/m, mikä vaikutti roottorin horisontaalisiin ominaistaajuuksiin yli 50%. Lisäksi tutkittiin roottorin geometrian yhteyttä taivutusjäykkyysvaihteluun. Vakiopoikkileikkauksisia roottoreita tutkittiin analyyttisesti käyttäen erikseen yksittäisiä ympyrämäisyys komponentteja, komponenttipareja ja komponenttikombinaatioita. Poikittaissuuntaisen kuorman vaikutusta TJV:n aiheuttamaan herätteeseen tutkittiin kokeellisesti sekä simuloimalla, sekä ei-vakiopoikkileikkauksisten roottoreiden TJV:a simuloitiin.
Kehitetty tuennanmuutoslaite pystyi laajalla alueella muuttaa roottorin tuennan jäykkyyttä. Jäykkyyden huomattiin vaikuttavan eritavoin joustavan testiroottorin ominaistaajuuksiin. Laite mahdollisti uudenlaisen roottoritestimenetelmän, missä roottorin toiminta erilaisissa käyttöolosuhteissa pystytään varmistamaan. Lisäksi laitetta voidaan hyödyntää roottorin dynaamisen käyttämisen optimoinnissa, kun sitä käytettään semiaktiivisena jäykkyyttä muuttavana toimilaitteena. Taivutusjäykkyysvaihtelututkimus pystyi erottamaan haitalliset TJV:a aiheuttavat roottorigeometriat; yksittäisten ympyrämäisyys komponenttien analyysi osoitti, että ainoastaan toinen komponentti (ovaalisuus) pystyi tuottamaan TJV:a kiinteissä roottoreissa, kun taas putkimaisissa roottoreissa, sitä tuotti myös ensimmäinen komponentti (epäkeskisyys). Jotkin komponenttiparit pystyivät tuottamaan TJV:a myös ilman toista komponenttia. Komponenttikombinaatioiden tutkiminen osoitti, että TJV tuottaa herätettä ainoastaan kaksi kertaa kierroksessa, kun painovoima tai vastaava voima kuormittaa roottoria. Tutkitun poikittaissuuntaisen kuorman huomattiin vahvistavan merkittävästi TJV:n herätettä. Kuorman huomattiin kuitenkin myös lisäävän systeemin vaimennusta, ja näin ollen, ei ole aina taattua, että lisätty poikittaissuuntainen kuorma näkyisi TJV:n tuottaman värähtelyn kasvuna. Ei-vakiopoikkileikkauksissa roottoreissa TJV:a aiheuttavien komponenttien vaihekulman kääntämisen huomattiin vähentävän roottorin taivutusjäykkyysvaihtelua.
Julkaisun otsikon käännös | Roottorin asymmetrian ja tuen jäykkyyden vaikutus alikriittiseen värähtelyyn |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-0552-0 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-0553-7 |
Tila | Julkaistu - 2021 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- alikriittinen värähtely
- roottorin asymmetria
- säädettävä tuennan jäykkyys
- taivutusjäykkyysvaihtelu