Dynamické chování rotorů turbodmychadel

Ing. Zdeňka RENDLOVÁ

Disertační práce

Dynamical behavior of turbocharger rotors

Anotace:

Disertační práce je zaměřena na problematiku matematického modelování a dynamické analýzy rychloběžných rotorů uložených na ložiskách s plovoucími pouzdry. V~práci je přiblížen současný stav řešené problematiky a podrobně popsána metodika modelování subsystému rotor-ložiska. Odvozený matematický model rotoru založený na principu metody konečných prvků respektuje vliv gyroskopických účinků a vliv působení okolního prostředí. Model ložiskových vazeb vychází z klasické teorie hydrodynamického mazání. Odvozený matematický popis zahrnující působení vazbových sil byl využit jako výchozí pro využití nástrojů sloužících k provedení dynamické analýzy. Pro analýzu byly využity dva výpočtové modely - časově nezávislý linearizovaný model a nelineání model popisující chování v časové oblasti. Uvedené postupy byly implementovány ve výpočtovém systému MATLAB a následně využity pro dynamickou analýzu sériově vyráběného rotoru turbodmychadla. Získané numerické výsledky byly následně porovnány s experimentálně získanými daty, konkrétně byla trajektorie pohybu středu čepu ložiska, resp. středu plovoucího pouzdra v ložisku, rychlosti rotace plovoucích pouzder a trajektorie uzlů hřídele v pozichích odpovídajících měřícím bodům.

Abstract:

This dissertation thesis is focused on the mathematical modeling and dynamical nalaysis of high-speed rotating machines supported by floating ring bearings. The state of the art is described and the methodology of modelling of rotor-bearing system is described in detail. the gyroscopic effects and are respected by the derived mathematical description based on finite element method. The mathematical model of bearing supports is based on the classical theory of hydrodynamic lubrication. The mathematical model involving bearing forces is used as the default description for further analysis. Two computational models are used - the time-indenpendent linearized model and the non-linear model decribing time- dependent behavior. The described procedures were implemented in computational system MATLAB and used for dynamical analysis of the mass-produces turbocharger rotor. The computed numerical results were compared with experimental data, namely trajectories of shaft nodes corresponding to measuring points and journal geometric centers. Furthermore, the rotational speeds of floating rings were monitored and compared with results of numerical simulations.

Klíčová slova

dynamická analýza, matematický model, turbodmychalo, ložiska s plovoucími pouzdry

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 10. 2016

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Doktorský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Aplikovaná mechanika