v2.02.128 SDLL128 - Ligne d’arbres avec des caractéristiques de paliers dépendant de la vitesse de rotation#
Résumé :
Ce test permet de valider le calcul des modes en rotation d’un système d’arbres tournant en présence de paliers dont les caractéristiques en raideur et en amortissement dépendent de la vitesse de rotation.
Dans ce test, on a un modèle de rotor avec trois disques, supporté par deux paliers hydrodynamiques, dont les matrices de raideur et d’amortissement sont non symétriques et dépendent de la vitesse de rotation. Cet exemple est tiré du manuel de qualification de ROTORINSA, [bib2], logiciel éléments finis destiné à prévoir le comportement dynamique de rotors en flexion.
Solution de référence#
Méthode de calcul#
Des calcul modaux ont été réalisés sur la plage de vitesses de rotation allant de \(5000\) à \(6000\mathrm{tr}/\min\) avec un pas de \(250\mathrm{tr}/\min\) . Pour valider la prise en compte correcte de la variation linéaire des caractéristiques des paliers en fonction de la vitesse, un calcul de fréquences propres est aussi réalisé à la vitesse de rotation \(5750\mathrm{tr}/\min\) , ce qui correspond au centre de la plage de vitesses considérée.
Grandeurs et résultats de référence#
Les résultats de Code-Aster donnent à la fois les fréquences des modes de flexion, de torsion et de traction/compression. Le nombre de modes calculés est 12.
Références bibliographiques#
[bib1] M. LALANNE, G. FERRARIS, « Rotordynamics Prediction in Engineering », Second Edition, Wiley, 2001.
ROTORINSA, logiciel éléments finis destiné à prévoir le comportement dynamique de rotors en flexion, LaMCoS UMR5259, INSA-Lyon.
Modélisation A#
Caractéristiques du maillage#
Le rotor est maillé en 21 éléments finis d’arbre de type POU_D_T et comporte 5 éléments discrets de type DIS_TR pour la modélisation des disques et des paliers.
Nombre de nœuds : 22
Nombre et type d’éléments: 21 SEG2
5 POI1
Grandeurs testées et résultats#
Les tests assurent la non régression du code. Ils portent sur 12 premières fréquences, pour la vitesse de rotation \(5750\mathit{tr}/min\) , pour les deux méthodes de calcul. Ils testent également l’amortissement réduit.
Les fréquences obtenues par calcul direct à la vitesse de rotation centrale sont en adéquation parfaite avec celles obtenues par interpolation à l’intérieur de la plage de variation des vitesses de rotation.
Synthèse des résultats#
Ce cas-test permet de valider la prise en compte des paliers hydrodynamiques dont les caractéristiques en raideur et en amortissement dépendent de la vitesse de rotation.