Modelowanie oddziaływań dynamicznych złożonych układów wirnik - łożyska - fundament metodą analizy nieliniowej.

Maszyna wirnikowa jest złożonym układem mechanicznym na który składają się trzy główne podukłady:

1. konstrukcja podpierająca
2. łożyska
3. linia wirników

W efekcie wielu lat pracy zespołu zaproponowany został nowy i jednolity opis w postaci środowiska komputerowego „MESWIR”. Opis ten jest właściwy zarówno dla klasy małych maszyn wirnikowych, powszechnie stosowanych w budowie maszyn, jak i klasy dużych maszyn np.: energetycznych. System „MESWIR” umożliwia ocenę stanu dynamicznego maszyny wirnikowej w całym zakresie prędkości obrotowych, również po przekroczeniu granicy stabilności. Jego istotę stanowi nieliniowy opis zjawisk tu zachodzących.

więcej »

Głównym celem naukowym tego kierunku prac jest doskonalenie algorytmu modelowania i jego implementacja techniczna w złożonych układach wirnik-hydrodynamiczne łożyska ślizgowe - konstrukcja podpierająca z uwzględnieniem wzajemnych oddziaływań przepływu i struktury.

Wzrost temperatury czynnika smarnego powoduje termiczne odkształcenia elementów łożyska i zmianę geometrii szczeliny smarnej. Zmieniona geometria szczeliny smarnej zmienia w sposób często jakościowy warunki przepływu a więc pole ciśnień i temperatur w łożysku. Nowe wartości pola ciśnienia i temperatury powodują inne odkształcenia sprężyste i termiczne elementów łożyska. Aby dokładnie modelować rzeczywiste zjawiska zachodzące w szczelinie smarnej łożyska koniecznym zatem jest uwzględnianie wzajemnych oddziaływań czynnika smarnego i elementów konstrukcyjnych łożyska – w szczególności panwi.

więcej »

Stanowisko Badawcze Dynamiki Wirników i Łożysk zostało zbudowane jako obiekt doświadczalny i prace badawcze nie wymagają wykluczania go z eksploatacji. W praktyce umożliwia to prowadzenie dowolnych eksperymentów, zarówno biernych jak i czynnych Wyniki badań doświadczalnych są wykorzystywane do pozyskiwania wiedzy o własnościach dynamicznych obiektu jak i dostrajania tych programów komputerowych „MESWIR” Jedną z metod pozyskiwania danych dotyczących własności dynamicznych wirnika laboratoryjnego oraz konstrukcji podpierającej jest metoda eksperymentalnej analizy modalnej.

Fig.1: Large research station for rotor - bearings - support system
investigation (the biggest in its class in the country)

więcej »

Symulacyjna analiza dynamiczna konstrukcji

Analiza dynamiczna konstrukcji metodą elementów skończonych w oparciu o systemy takie jak ABAQUS, ANSYS, MADYN 2000.

Modele numeryczne znajdują szerokie zastosowanie w diagnostyce maszyn wirnikowych. Modele te są dostrajane w oparciu o wyniki badań doświadczalnych i pomiarów prowadzonych zarówno na obiektach rzeczywistych jak i stanowiskach laboratoryjnych. Celem dostrojenia modelu numerycznego jest dokładniejsze odwzorowanie obiektu rzeczywistego. W pracach prowadzonych w Zakładzie Dynamiki Wirników i Łożysk Ślizgowych wykorzystywane są modele numeryczne symulujące stany dynamiczne maszyn wirnikowych. Dostrajanie tych modeli odbywa się między innymi w oparciu o wyniki badań doświadczalnych prowadzonych na posiadanych stanowiskach badawczych jak i obiektach rzeczywistych.

Rys.1: Model dyskretny MES wirnika wraz z łożyskami i konstrukcją podpierającą

więcej »

Diagnostyka według modelu dużych obiektów energetycznych

Zakład obecnie uczestniczy w pracach prowadzonych na potrzeby realizacji dużego interdyscyplinarnego projektu „DIADYN” Zintegrowany Dynamiczny System Oceny Ryzyka, Diagnostyki Oraz Sterowania Dla Obiektów I Procesów Technicznych.

Głównym efektem końcowym tego projektu będzie metodologia opracowywania „inteligentnych” systemów zarządzania dla tzw. fabryk przyszłości, w tym prototyp hybrydowego, dynamicznego systemu eksperckiego nowej generacji łączącego w sobie elementy oceny ryzyka, kontroli bezpieczeństwa pracy, diagnostyki dynamicznej, przepływowo-cieplnej oraz materiałowej. Oryginalnym pomysłem jest tu próba połączenia możliwości sterowania charakterystykami materiałowymi obiektów z tradycyjnymi metodami opisu ich stanu, przez co realizowana jest zasada modelowania wszystkich istotnych sprzężeń występujących w układach mechanicznych. Istotną nowością projektu są nowe laboratoria takie jak laboratorium „wirtualna elektrownia” umożliwiające transmisję danych pomiędzy bazami rozproszonymi przez internet i wstępną weryfikację opracowanego systemu oraz laboratorium składające się z zespołu stanowisk badawczych dla weryfikacji opracowanych aktywnych metod sterowania układów wirnik-łożyska z panwiami z materiałów wielofunkcyjnych.

więcej »

W Zakładzie Dynamiki Wirników i Łożysk Ślizgowych opracowywane są modele łożysk foliowych oraz wirników podpartych na tego typu łożyskach. Łożyska foliowe stanowią układ bardzo trudny do zamodelowania teoretycznego. Konieczne jest uwzględnienie interakcji pomiędzy przepływową i strukturalną warstwą nośną, zjawisk kontaktowych oraz wymiany ciepła. Prace te nakierowane są na opracowanie wiarygodnych modeli, które są wykorzystywane podczas projektowania, badania oraz optymalizacji układów wirujących z łożyskami foliowymi.

Rys. 1. Modele MES podstawowych elementów łożyska foliowego

więcej »