Modela miento y análisis del comportamiento roto dinámico de un eje asimétrico sometido a carga combinada lateral y torsional

Abstract

La presente investigación contempla el diseño y fabricación de un rotor multietapas asimétrico y su modelamiento teórico, mediante el método de las matrices de transferencia, con el propósito de investigar y analizar su comportamiento rotodinámico cuando es sometido a cargas laterales y torsionales. El análisis rotodinámico incluye la determinación matemática y experimental de las velocidades críticas del rotor y la evaluación de los efectos rotodinámicos al inducirse desbalance másico y al variar la carga torsional. Los resultados obtenidos muestran que variaciones mínimas en los coeficientes de rigidez y amortiguamiento, así como el desbalance másico inducido en el rotor afectan en gran medida los rangos de frecuencia en los cuales se presentan las velocidades críticas del sistema. A medida que aumenta la rigidez del sistema multietapas se evidencia para una determinada carga de excitación torsional que la deformación angular del eje se reduce siempre y cuando se mantenga la misma velocidad de operación.

Abstract. The present investigation contemplates the design of a multistage asymmetric rotor supported on journal bearings and modeled mathematically by the method of transfer matrices to investigate and analyze rotordynamic behavior when it is subjected to lateral and torsional loads. The Rotordynamic analysis involves mathematical and experimental determination of the critical speeds of the rotor and the evaluation of the rotordynamic effects induced by masic unbalance and when the torsional load varies. The results show that slight variations in the stiffness and damping coefficients and the masic imbalance induced in the rotor greatly affect the frequency ranges in which the system critical speeds appear. As stiffness increases in the multistage system for a given load excitation the angular deformation of the shaft is reduced as long as the rotor maintains the same operating speed.