Virtuaaliprototyypin käyttö roottorin dynamiikan analysoinnissa
Sopanen, Jussi (1999)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015102215017
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015102215017
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli selvittää kaupallisen dynamiikansimulointiohjelmiston so-veltuvuus roottoridynamiikan analysointiin. Työssä keskityttiin erityisesti rootto-rin dynamiikkaan vaikuttavien epäideaalisuuksien mallintamiseen. Simulointitu-losten tarkkuutta selvitettiin mittauksilla. Lisäksi vertailtiin yleiskäyttöisen dyna-miikan simulointiohjelmiston ja roottoridynamiikan erikoisohjelmiston teoriaa.
Tutkittava roottori oli paperikoneen putkitela. Telan joustavuus kuvattiin ele-menttimenetelmällä ratkaistujen moodien avulla. Elementtimallissa huomioitiin telan vaipan seinämänpaksuusvaihtelu, joka vaikuttaa telan massa- ja jäykkyysja-kaumaan. Dynamiikkaohjelmistossa mallinnettiin telan tuennasta tulevat herätteet. Dynamiikkaohjelmistona käytettiin ADAMS:ia ja FEM-ohjelmana ANSYS:stä.
Tuloksista havaittiin käytetyn menetelmän soveltuvan roottoridynamiikan ana-lysointiin ja roottorin epäideaalisuuksien mallintamiseen. Simulointimallilla saa-tiin esille murtolukukriittiset pyörimisnopeudet ja telan kriittinen pyörimisnopeus vastasi hyvin mittaustuloksia. The objective of the work was to find out the suitability of commercial dynamics simulation software for the analysis of the rotor dynamics. The used software was ADAMS. The work concentrated especially on the modeling of the non-idealities which affect the dynamics of the rotor. To ensure the validity of the simulation results, the theoretical results were compared with those obtained by measuring the real structure. Furthermore, the theory of the general purpose dynamics simulation software and the special software of rotor dynamics were compared.
The examined rotor was the tube roll of a paper machine. The flexibility of the roll was modeled using modal flexibility. Thickness variation of the jacket of the roll, which affects the mass and stiffness distribution, was modeled in the finite element model in ANSYS. The impulses which come from the support of the roller were modeled in dynamics simulation software.
The results indicate that the used method was suitable for an analysis of the rotor dynamics and for the modeling of the non-idealities of the rotor. With the simulation model the sub-harmonic rotational frequencies were retrieved and the critical speed of the roller corresponded well to the measured results.
Tutkittava roottori oli paperikoneen putkitela. Telan joustavuus kuvattiin ele-menttimenetelmällä ratkaistujen moodien avulla. Elementtimallissa huomioitiin telan vaipan seinämänpaksuusvaihtelu, joka vaikuttaa telan massa- ja jäykkyysja-kaumaan. Dynamiikkaohjelmistossa mallinnettiin telan tuennasta tulevat herätteet. Dynamiikkaohjelmistona käytettiin ADAMS:ia ja FEM-ohjelmana ANSYS:stä.
Tuloksista havaittiin käytetyn menetelmän soveltuvan roottoridynamiikan ana-lysointiin ja roottorin epäideaalisuuksien mallintamiseen. Simulointimallilla saa-tiin esille murtolukukriittiset pyörimisnopeudet ja telan kriittinen pyörimisnopeus vastasi hyvin mittaustuloksia.
The examined rotor was the tube roll of a paper machine. The flexibility of the roll was modeled using modal flexibility. Thickness variation of the jacket of the roll, which affects the mass and stiffness distribution, was modeled in the finite element model in ANSYS. The impulses which come from the support of the roller were modeled in dynamics simulation software.
The results indicate that the used method was suitable for an analysis of the rotor dynamics and for the modeling of the non-idealities of the rotor. With the simulation model the sub-harmonic rotational frequencies were retrieved and the critical speed of the roller corresponded well to the measured results.