Cálculo de la respuesta al desequilibrio de un rotor flexible

Abstract

Modeling of a flexible shaft with a mathematical analysis program using the transfer matrix method. We will analyze the influence on the response obtained from aspects such as the number of sections used, the influence of gyroscopic effects, etc. The results will be checked against those obtained with some commercial software and / or with examples obtained from bibliography.

Modelado de un rotor flexible con un programa de análisis matemático mediante el procedimiento de matrices de transferencia. Sobre el modelo generado se analizará la influencia en la respuesta obtenida de aspectos como el número de secciones empleadas, la influencia de los efectos giroscópicos, etc. Se comprobará los resultados del procedimiento de cálculo comparándolos con los obtenidos con algún software comercial y/o con ejemplos obtenidos de bibliografía.

[CA] El present Treball Fi de Màster es centra en el modelat computacional de rotors d´eixos flexibles. Aquest tipus d´eixos s´encontren per exemple en plantes de generació d’energia. Al ser components de grans dimensions girant a altes velocitats, freqüentment solen vores afectades per problemes relacionats amb vibracions. Aquests problemes generalment tenen la seva causa en desequilibris o errors de disseny. En aquest tipus de màquines, valors de vibració elevats, trauen conseqüències que van, des de falls de funcionament, a falls en components que poden portar a la destrucció de l´equip. Es per això que es fa necessari poder estimar la magnitud que tindran aquestes vibracions, així com en la freqüència a les que van a presentar-se. Ja siga per a la realització del disseny de nous equips, realitzar modificacions en equips ja instal·lats, o l´identificació de causes de falls en equips que ja estan en funcionament. Per a començar, es fa una recopilació Bibliogràfica dels fenòmens físics que governen el funcionament d’aquests equips i el seu comportament relacionat amb vibracions. Es descriu cada fenomen per separat, i es dóna el model matemàtic que descriu el comportament del mateix. En aquest treball en particular, s´utilitza per al càlcul de la resposta del rotor, un mètode conegut com “matriu de transferència”. Es descriu el mètode y es dóna la seua representació matricial associada. Aquest mètode, te l´avantatja de donar resultats suficientment exactes amb un cost computacional relativament baix. A més, els temps de modelat solen ser bastant V ràpids, ja que es un model matemàtic “senzill” que no requereix grans esforços en aquest sentit. Una vegada presentat el model matemàtic, es procedeix a la realització del codi computacional (programa), que es necessari per a realitzar els càlculs i obtindré la resposta del component a partir de les seues dimensions i les seues característiques físiques. Es modela un rotor en particular del que es coneix les seues dimensions i les seues propietats. Els resultats obtinguts es comparen amb els que teòricament hauria de tindre el component segons el fabricant del equip i amb els resultats obtinguts del modelat amb un altre programa. D´aquesta forma es validen el model i els resultats obtinguts. Per finalitzar s´analitza la influència dels distints factors que intervenen en el fenomen vibratori i s’estudia quin és l´efecte que cada un d´estos te en la resposta del component.