تعیین حساسیت رفتار دینامیکی روتور به پارامترهای هندسی با استفاده از تحلیل حساسیت کلی و روش آماری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

2 علم و صنعت

چکیده

شناسایی پارامترهای تاثیرگذار بر روی رفتار دینامیکی سازها یک گام مهم در طراحی و بروزرسانی سیستمهای دینامیکی می‌باشد. علی‌رغم اهمیت مساله ارتعاشات در توربوماشین‌ها به دلیل ماهیت دورانی آنها و لزوم تعیین دقیق سرعت‌های بحرانی در این سیستم‌ها، تاکنون در زمینه بررسی حساسیت رفتار ارتعاشی سیستم های دوار به عدم قطعیت پارامترها مطالعه و بررسی جامعی انجام نشده است. در این مقاله نشان داده شده است که استفاده از روش مشتق گیری که روش متداولی در مراجع است جهت سنجش اهمیت یک پارامتر کافی نبوده و تنها حساسیت محلی پارامتر را نشان می دهد و جهت درنظرگرفتن درجه اهمیت یک پارامتر بر روی خروجی مدل، باید حساسیت کلی پارامتر مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله روش حساسیت کلی بر اساس تجزیه واریانس، جهت آنالیز حساسیت در سیستم‌های دوار مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج آزمون ۱۹ عدد کمپرسور صنعتی گریز از مرکز با شرایط نامی یکسان، نشان داد که علی رغم یکسان بودن مقادیر نامی پارامترهای طراحی، سرعتهای بحرانی اول تفاوت دارند. بمنظور شناسایی پارامترهای تاثیرگذار بر روی عدم قطعیت پاسخ، روش حساسیت بر اساس تجزیه واریانس مورد استفاده قرار گرفته است. در این بررسی، محدوده تغییرات پارامترها بر اساس تلرانسهای ساخت و شرایط آزمون درنظر گرفته شده و حساسیت سرعت بحرانی اول به پارامترهای طراحی بر اساس روش حساسیت کلی و تجزیه واریانس سوبول با به کارگیری روش مونت کارلو محاسبه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Sensitivity Analysis of a Rotor Dynamic to Manufacturing Tolerances Based on Global Sensitivity Analysis and Statistical Method

نویسندگان [English]

  • Zahra Taherkhani 1
  • Hamid Ahmadian 2
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

Engineering structures are inevitably exposed to various sources of uncertainty, such as geometrical variability due to manufacturing and assembly processes, inherent variations in material properties, and boundary conditions. The parameters' uncertainty led to structures with identical nominal parameters having different vibrational behavior such as various natural frequencies. Therefore, it is inevitable to consider parameter variability for a robust design. Identification of the parameters affecting the dynamic response of structures can help to identify the source of uncertainty due to parameter variation in the system. Sensitive parameters on system output can also be used as significant parameters in model updating. Rotational motion of turbomachinery makes vibration a critical issue in the design of them. Therefore, it is essential to accurately calculate the vibrational behavior of rotating systems and the parameters affecting them. No comprehensive experimental study has been conducted on the sensitivity of industrial rotating systems' vibration behavior to parameter uncertainty until now. Therefore, in this paper, a powerful global sensitivity analysis method based on variance analysis is presented in an industrial compressor sample to determine the significant parameters in its response uncertainty. The Monte Carlo simulation method is adopted to implement the global sensitivity analysis method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rotor dynamics
  • Global Sensitivity Analysis
  • model updating
  • Monte Carlo
  • Uncertainty