شناسایی آسیب در محورهای دوار دارای ترک عرضی با استفاده از تحلیل ارتعاشی مدل ترک تنفس کننده

محورهای موضوعی : آنالیز مودال

عباس عظمتی ¹ ( گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران )
مهدی صالحی ² ( گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه ازاد اسلامی نجف آباد )
ستار محمدی اسفرجانی ³ ( گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران )

تاریخ دریافت : 1397/08/01 تاریخ پذیرش : 1397/09/29 تاریخ انتشار : 1397/12/01

کلید واژه: عیب یابی, ارتعاشات, محور دوار, ترک تنفس کننده,

چکیده مقاله :

این مقاله به شناسایی ترک‌های عرضی در شافت‌های دوار می‌پردازد. در این تحقیق پس از استخراج روابط حاکم، عمق‌ها و موقعیت‌های متفاوت برای ترک عرضی در یک محور دوار یک کمپرسور با استفاده از مدل ترک تنفس‌کننده بررسی شد. مدل ترک تنفس کننده نسبت به سایر مدل ها، انطباق بهتری با رفتار ترک واقعی دارد. ترک براساس اصول مکانیک شکست مدل شده و معادلات حرکت سیستم استخراج شد. برای مدلسازی رفتار واقعی ترک در باز و بسته شدن ، از ضریب شدت تنش استفاده شده است. این مدل می تواند مقدار استحکام محور ترک‌دار را در هر محدوده سرعت بر حسب زاویه مشخص کند. نتایج نشان می دهند که در نقاطی که ترک کاملاً بسته است سختی محور دارای مقدار بیشینه خود می‌باشد. با افزایش عمق ترک، سختی محور کاهش می‌یابد. هارمونیک اول در طیف فرکانسی مربوط به اثر نابالانسی می باشد و هارمونیک دوم مربوط به اثر ترک است که با افزایش عمق ترک، دامنه آن افزایش می یابد. از کاهش فرکانس دوم و افزایش دامنه هارمونیک دوم می توان برای شناسایی ترک در محورهای دوار استفاده کرد.

چکیده انگلیسی:

This paper deals with transverse crack identification in rotating shafts. In this research, after presenting the equations governing the problem, different depths and positions of crack in a rotating axis of an industrial compressor unit is investigated using a breathing crack model. Crack is modeled based on the principles of fracture mechanics and the system's motion equations are extracted. Stress intensity coefficients are implemented to model the actual crack behavior in gradual opening and closeing situations. The results showed that in the points where the cracks are closed, the stiffness has its maximum value. Also, with increasing crack depth, the total stiffness of the shaft decreases. The first harmonic in the frequency corresponds to imnbalance and the second harmonic associated with the crack effect. By changing the position of the crack from the ends to the center of the shaft, the frequency of the second harmonic decreases while its amplitude decreases. Inverse analysis can be carried out based on the second frequency along with its amplitude in order to crack identification.