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Dinámica No Lineal de un Rotor Giratorio con Anillo de Amortiguación Soportado Asimétricamente

Autores: El-Mongy, Heba Hamed; El-Sayed, Tamer Ahmed; Vaziri, Vahid; Wiercigroch, Marian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Dinámica No Lineal de un Rotor Giratorio con Anillo de Amortiguación Soportado Asimétricamente


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Giratorio
Rotor
Estator
Asimetría
Dinámica no lineal
Fricción

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El giro del rotor-estator es una falla crítica que se encuentra frecuentemente en maquinaria rotativa, a menudo resultando en daños severos. Este estudio investiga la dinámica no lineal de un rotor giratorio que interactúa con un anillo amortiguador a través de simulaciones numéricas que tienen en cuenta las asimetrías de rigidez del anillo amortiguador. Se emplea un modelo de dos grados de libertad (DOF) para analizar las interacciones de contacto que ocurrieron entre el rotor y el anillo amortiguador, asumiendo un modelo de contacto elástico lineal. El análisis también incorpora el desplazamiento estático entre los centros del rotor y el anillo amortiguador. El comportamiento dinámico del sistema giratorio se caracteriza por una no linealidad pronunciada debido a las transiciones entre estados de contacto y no contacto. El modelo se valida primero contra nuestros estudios teóricos y experimentales previos. Se analizan las respuestas no lineales del rotor para evaluar los efectos de la asimetría del estator a través de varias técnicas, incluyendo formas de onda en el dominio del tiempo, espectros de frecuencia, órbitas del rotor y diagramas de bifurcación. Además, se analizan sistemáticamente la influencia de los parámetros del sistema variables, como la velocidad de rotación y la relación de amortiguamiento, tanto con como sin asimetría del estator. Los resultados demuestran que la respuesta de roce es altamente sensible a pequeñas variaciones en los parámetros del sistema, con la asimetría del estator afectando significativamente el comportamiento del sistema, incluso en niveles bajos de asimetría. Se muestra que la asimetría de rigidez directa tiene un efecto más pronunciado que la rigidez de acoplamiento cruzado. El sistema exhibe una gama de dinámicas, incluyendo respuestas periódicas, cuasi-periódicas y caóticas, con regiones de órbitas periódicas coexistiendo con las caóticas. Se identifican fenómenos complejos como la duplicación de períodos, la reducción de períodos y bifurcaciones de salto, junto con rutas cuasi-periódicas y de duplicación de períodos hacia el caos. Estos hallazgos contribuyen a una comprensión más profunda de los fenómenos no lineales asociados con el giro rotor-estator y proporcionan valiosos conocimientos sobre las características únicas de las fallas de roce, lo que podría facilitar el diagnóstico de fallas.

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