Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Minimization of vibration of rotating systems during critical states using torsional vibration dampers - test bench concept

Jakub Wiekiera

Abstract

Rotor-dynamics is the main subject of this study. Coupled rotational and lateral motion was described with particular emphasis. In order to have an exhaustive presentation of the considered phenomena, an extensive theoretical introduction was formulated. The theoretical introduction presents, among others, motion equations of rotor attached to a slender shaft. The simplified analysis of motion equations allowed for some general finds to be drown. The findings were confirmed by the results of numerical simulations. The second chapter reviews the basic of stability theory. It also contains a brief commentary of the considerations presented in the theoretical induction. The third chapter contains the analysis of the dynamic vibration absorption phenomena. The principle of operation of the dynamic vibration absorber was described basing on simple models with one and two degrees of freedom. With aid of the methods of vibration theory dependences were derived allowing for turning of the dynamic vibration absorber. The influence of damping on tuned dynamic absorber was investigated. After the theoretical considerations a real torsional dynamic vibration absorber with rubber spring was introduced. The afore mentioned absorber comes from VW’s reciprocating engine. The fourth chapter presents a brief description of rubber as an engineering material, as well as equations, which might be helpful in choosing the dimensions of rubber spring. The fifth chapter contains the next stage of considerations that is proposing a general conception of the bench. The main aim was to facilitate observation of the phenomena considered in previous the parts of the study. The test bench was modeled on the system of ordinary differential equations, The dimensions and other parameters of the bench were chosen using the criterion of critical speeds. The dimensions were chosen with respect to dimensional constraints relevant to the potential location of the test bench. A series of the test bench numerical simulations were carried out. Each simulation was ended with conclusions and test bench modification. The aim of each modification was to improve the dynamical behavior of the test bench. The thesis ends with conclusions.
Record ID
WUTc69660b6f7114ace87303a523b2b8672
Diploma type
Master of Science
Author
Jakub Wiekiera (FACME) Jakub Wiekiera,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Wykorzystanie tłumików drgań skrętnych do minimalizacji drgań w stanach krytycznych dla układów wirujących - koncepcja stanowiska badawczego
Supervisor
Zbigniew Dąbrowski (FACME/IMDF) Zbigniew Dąbrowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
22-11-2012
Issue date (year)
2012
Pages
136
Reviewers
Marek Pietrzakowski (FACME/IMDF) Marek Pietrzakowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Zbigniew Dąbrowski (FACME/IMDF) Zbigniew Dąbrowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Dragania giętne 2. Drgania skrętne 3. Stany krytyczne 4. Dynamiczny eliminator drgń
Abstract in Polish
W niniejszej pracy zajęto się problematyką dynamiki układów wirujących. Szczególny nacisk położono na sprężenie ruchu obrotowego wirnika z jego ruchami poprzecznymi. W celu dogłębnego wprowadzenia w rozważane zjawiska, pracę rozpoczęto obszernym wstępem teoretycznym. Przedstawiono w nim między innymi równania ruchu najprostszego modelu układu wirującego-wirnika na gibkim wale. Równania ruchu zostały przeanalizowane uproszczonymi metodami, które pozwoliły na wyciągnięcie ogólnych wniosków na temat dynamiki układów wirujących. Wysnute wnioski zostały potwierdzone w przeprowadzonych symulacjach ruchu. Rozdział następny po wstępie jest przeglądem podstawowych wiadomości z teorii stabilności. Informacje dotyczące stabilności zawierają również krótki komentarz dotyczący układu rozważanego we wstępie teoretycznym. W dalszym rozdziale zajęto się zagadnieniem dynamicznej eliminacji drgań skrętnych. Na przykładzie prostych modeli o jednym i dwóch stopniach swobody przedstawiono zasadę działania dynamicznego eliminatora drgań. Korzystając z metod teorii drgań wyprowadzono zależności pozwalające na dobranie sztywności eliminatora oraz przeanalizowano wpływ tłumienia na własności dynamiczne modeli. Po wprowadzeniu teoretycznym opisano rzeczywiste rozwiązanie dynamicznego eliminatora drgań (powszechnie, w motoryzacji, nazwanego tłumikiem drgań), z gumowym elementem sprężystym, stosowane w dużych silnikach spalinowych VW. Rozdział kolejny, przedstawia krótką charakterystykę gumy jako materiału konstrukcyjnego, oraz wyprowadzenie równań, które mogą być pomocne przy wstępnym dobieraniu wymiarów elementu sprężystego. Kolejnym etapem rozważań było zaproponowanie ogólnej koncepcji stanowiska badawczego. Głównym założeniem było umożliwienie obserwacji zjawisk, które wcześniej rozpatrzono od strony teoretycznej. Stanowisko według zaproponowanej koncepcji zameldowano układem równań różniczkowych zwyczajnych. Wymiary oraz pozostałe parametry stanowiska dobrane zostały według kryterium prędkości krytycznych, przy wzięciu pod uwagę ograniczeń wymiarów, wynikających z potencjalnej lokalizacji. Po dobraniu wymiarów stanowiska oraz innych parametrów, przeprowadzono szereg symulacji. Każda symulacja zakończona została wnioskami oraz modyfikacją koncepcji, mającą na celu poprawę własności dynamicznych. Praca zakończona została wnioskami.

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTc69660b6f7114ace87303a523b2b8672/
URN
urn:pw-repo:WUTc69660b6f7114ace87303a523b2b8672

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page