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Marco Tulio Correa de FariaEduardo Bauzer MedeirosLazaro Valentim DonadonRogerio Jose MarczakPedro Americo Almeida MagalhaesWederley Mendes Miranda2019-08-10T05:55:34Z2019-08-10T05:55:34Z2012-08-31http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8ZSMK2Este trabalho apresenta um procedimento computacional baseado no método de elementos finitos desenvolvido especialmente para predizer o comportamento dinâmico de sistemas rotativos apoiados em mancais hidrodinâmicos. O procedimento computacional proposto permite simular diferentes tipos de rotores compostos por eixo flexível, discos massivos e mancais rígidos ou hidrodinâmicos, com perfis circulares ou elípticos. São usados elementos finitos de viga baseando-se na teoria de vigas de Timoshenko no modelo do eixo, o que permiteincluir os efeitos de deformação por cisalhamento, inércia rotatória e efeito giroscópico. Um procedimento baseado no método de elementos finitos é aplicado para resolver a equação de Reynolds para fluidos incompressíveis, junto a um procedimento de perturbação linear para secalcular os coeficientes dinâmicos de força dos mancais cilíndricos e elípticos. As equações de movimento para rotores desbalanceados apoiados em mancais hidrodinâmicos são integradas usando-se o Método de Newmark para se obter a resposta no tempo. Os resultados são validados pela comparação com valores experimentais coletados em uma bancada de teste e também com valores publicados na literatura. São apresentadas algumas relações algébricas que permitempredizer os parâmetros de desempenho dos mancais e a resposta desbalanceada do sistema rotormancal em função dos parâmetros geométricos dos mancais, tais como pré-carga, razão de esbeltez, e folga radial. É identificada uma faixa operacional dos mancais onde estas relações algébricas apresentam uma boa aproximação com os resultados computacionais. Os resultados deste trabalho servem de base para o projeto de máquinas rotativas, uma vez que permitempredizer seu comportamento dinâmico para diversas condições operacionais.This work presents the development of a finite element procedure specially devised to predict the dynamic response of flexible rotors running on fluid film bearings. The proposed procedure can simulate many different types of rotor-bearing systems, with a flexible shaft, massive disks and rigid or fluid film circular or elliptical bearings. The shaft finite element model is based on Timoshenko Beam Theory, which includes shear effects, rotary inertia and gyroscopic moments.A finite element procedure for solution of the classical Reynolds equation for incompressible fluid films, in conjunction with a linearized perturbation procedure, is implemented to allow the computation of the dynamic force-coefficients of cylindrical and elliptical journal bearings. Thefinite element equations of motion for an unbalanced rotor supported on fluid film bearings are integrated by using the Newmark method, and the time-domain unbalance response is obtained. The results are validated by comparison with experimental data collected from a test rig as wellas from results obtained from the literature. Some algebraic expressions relating the bearing parameters and the unbalance response with thebearing geometric parameters (preload, Slenderness ratio, radial clearance) are presented. A range of operating conditions is identified, where these expressions are supposed to be close to the computational results obtained by the numerical procedure. The results presented in this work are valuable for rotating machine designers since it can properly predict its dynamic response under several operation conditions.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEngenharia mecânicaLubrificação hidrodinâmicaMétodo de elementos finitosMancal elípticoRotores flexíveisMancal radialAnálise de rotores flexíveis apoiados em mancais radiais elípticos e cilíndricos utilizando o método de elementos finitosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_w_derley_mendes_miranda_31_08_2012_.pdfapplication/pdf3162982https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8ZSMK2/1/tese_w_derley_mendes_miranda_31_08_2012_.pdf69821850548f1fbabc864eb87b84c24aMD51TEXTtese_w_derley_mendes_miranda_31_08_2012_.pdf.txttese_w_derley_mendes_miranda_31_08_2012_.pdf.txtExtracted texttext/plain203298https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8ZSMK2/2/tese_w_derley_mendes_miranda_31_08_2012_.pdf.txte45bbefb3d8aab887886082c45265ab2MD521843/BUOS-8ZSMK22019-11-14 10:06:59.994oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-8ZSMK2Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T13:06:59Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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