Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Математическое моделирование динамической задачи вертикальных роторов с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругом фундаменте Нукенов, Дауит Нукенович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нукенов, Дауит Нукенович. Математическое моделирование динамической задачи вертикальных роторов с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругом фундаменте : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.16.- Алматы, 1998.- 21 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Эффективность реконструкции промышленности республики в решающей мере зависит от отрасли машиностроения. Высокий уровень развития машиностроения закладывает прочный фундамент научно-технического прогресса и экономической мощи республики.

В настоящее время во многих отраслях промышленности и техники широкое применение находят роторные машины с полостями, содержащими жидкость. В практике эксплуатации таких машин встречаются случаи, когда роторы в закритической области претерпевают сильную асинхронную прецессию или теряют устойчивость в результате самовозбуждения колебания.

Как показывают многочисленные экспериментальные и теоретические исследования (Глава 1 настоящей работы) волновые движения жидкости, имеющей свободную поверхность, обуславливают изменение частоты вынужденного колебания ротора и могут явиться одной из основных причин возникновения автоколебаний и ультра-и субгармонических резонансов. В связи с этим задача о создании и выборе оптимальной конструкции ротора, которая учитывала бы более стабильную работу машины, разработка новых эффективных методов и демпфирующих устройств, погашающих неустойчивость становятся особо актуальными.

Целью настоящей работы является разработка основ теории различных роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругих фундаментах, обеспечивающей с меньшими затратами труда и средств, наиболее быстро производит расчет параметров роторных систем для повышения качества и надежности их работы.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи:

разработка обобщенной динамической и математической модели системы
«ротор-жидкость-фундамент», позволяющей исследовать динамику

взаимосвязанных движений различных роторов о жидкостью и его корпуса при наличии упругих связи между ними и фундаментом машины.

разработка достаточно простой, эффективной, единой аналитической методики расчета амплитуды и фазы вынужденных колебаний, критических скоростей, границ и ширины зон автоколебаний опорной центрифуги с полостью, частично заполненной жидкостью, установленной на вибрирующем фундаменте.

разработка методов решения динамической модели жесткой роторной системы с полостью, частично заполненной вязкой (идеальной) жидкостью, установленной н а упругих подшипниках скольжения с жидкой смазкой, с учетом вибрации фундамента.

создание и разработка методики численного решения задачи динамики вертикального ротора с полостью, частично заполненной жидкостью, установленного на упругом фундаменте с учетом нелинейности уравнения движения жидкости.

Методы исследования. Разработка динамической и математической моделей роторных систем с полостями частично заполненными жидкостью и методов их исследования и расчеты проведены на основе современных методов теоретической и прикладной механики, математики (теория функции комплексных переменных, функциональный анализ, уравнения математической физики, теория пограничного слоя, механика сплошной среды, теория колебаний,

теория устойчивости движения, теория механизмов и машин, теоретическая механика) с широким использованием ЭВМ.

Научная новизна. Главным научным результатом работы является создание теории роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на вибрующем фундаменте. С этой целью в работе решены следующие основные задачи:

созданы и решены аналитически обобщенные динамические и математические модели системы «ротор -жидкость-фундамент» (СРЖФ). Динамические и математические модели систем «ротор-жидкость-фундамент» являются обобщенными и для систем без жидкости, и без взаимосвязи ротора и фундамента;

созданы обобщенные динамические модели различных роторных систем с
полостями, частично заполненными жидкостью, установленных с помощью

упругих опор на массивном вибрирующем корпусе. Найдены точные аналитические решения уравнения движения СРЖФ. Исследованы изменения параметров систем, при которых возможно динамическое гашение колебаний и сужение ширины зоны неустойчивости движения системы. Полученные результаты позволят исследовать динамику фундамента (корпуса), пустого ротора с жесткими и упругими опорами и т.п.).

составлены и- решены дифференциальные уравнения движения опорной центрифуги с полостью, частично заполненной жидкостью, установленной на вибрирующем фундаменте.

составлены и решены уравнения движения вертикального, жесткого ротора с полостью, частично заполненной вязкой (идеальной) жидкостью, установленный на упругом фундаменте и подшипниках скольжения с учетом упругости опор. Нахождение точных решений линеаризованных уравнений движения жидкости, находящейся в полости ротора, дало возможность изучить и оценить эффекты волновых свойств свободной поверхности жидкости на движение ротора;

разработана единая аналитическая методика и программа расчета амплитуды и фазы вынужденных колебаний, критических скоростей границ и ширины зон автоколебаний роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью при вариации параметров ротора, фундамента и жидкости, а также подшипников. Предложенный подход решения уравнений движения рассматриваемых систем отличается от ранее известных простотой, эффективностью и рядом достоинств.

создана и решена численно динамической модели симметричного ротора с полостью, частично заполненной жидкостью установленного на упругом фундаменте. Для решения нелинейных дифференциальных уравнений движения жидкости использована схема расщепления по физическим процессам.

Практическая ценность и реализация работы. Разработанные методики исследования динамики обобщенных математических и динамических моделей различных роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на вибрирующем фундаменте могут быть успешно использованы при проектировании и эксплуатации роторных машин с жидкостью.

Связь темы с планами отраслей науки и производства. Работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных исследований МН-АН РК «Динамика сложных механических систем с переменной массой и структуры».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях научной конференции по математике и механике, посвященной 70-летию академика НАН РК А.Т. Лукьянова (1997), семинарах кафедры вычислительной математики и компьютерной технологии КазГУ им. Аль-Фараби.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4-печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

разработка аналитического метода динамического анализа обобщенной динамической модели системы «ротор-жидкость-фундамент» (СРЖФ) с учетом колебаний фундамента;

создание обобщенных динамических моделей различных роторных систем с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругом фундаменте;

разработка методики исследования динамики опорной центрифуги, установленной на упругом фундаменте с нелинейными упругими характеристиками сил;

создание модели и разработка методики исследования динамики вертикального жесткого ротора с полостью, частично заполненной вязкой жидкостью, установленной на подшипниках скольжения с жидкостной смазкой с учетом колебаний фундамента.

Разработка методики численного решения задачи динамики ротора с полостью, частично заполненной жидкостью, установленного на упругом фундаменте.

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (202 наименований), содержит 111 страниц машинописного текста, 27 рисунков. Общий объем диссертации составляет 120 страниц.

Похожие диссертации на Математическое моделирование динамической задачи вертикальных роторов с полостями, частично заполненными жидкостью, установленных на упругом фундаменте