Detail předmětu
Dynamika IV - rotorové soustavy
FSI-RRS Ak. rok: 2023/2024 Zimní semestr
V kurzu budou studenti seznámeni se základními dynamickými vlastnostmi a dynamickým chováním konstrukčních celků a částí rotorových soustav. Konkrétně s hřídelovou částí, lopatkami turbín a kompresorů a disky. Mezi základní dynamické charakteristiky, kterým bude ve výuce věnována pozornost, patří stanovení vlastních frekvencí a tvarů kmitání rotorů a disků a stanovení kritických otáček strojů. Některé úlohy mohou být výpočtově značně náročné, zejména při řešení v časové oblasti. Proto studenti budou seznámení i s metodami redukce stupňů volnosti.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti získají základní teoretické znalosti z oblasti rotorových soustav a redukce stupňů volnosti,. Seznámí se s možnostmi výpočtového modelování. Naučí se predikovat rezonanční stavy a kritické otáčky rotačních strojů a seznámí se s možnostmi jejich potlačení. Studenti budou umět provádět redukci soustav s mnoha stupni volnosti, čímž se sníží výpočtový čas.
Prerekvizity
Studenti musí umět řešit problém vlastních hodnot. Řešit odezvu při vynuceném, ustáleném a přechodovém kmitání soustav s n stupni volnosti. Dále musí mít znalosti základů nelineárního kmitání, a znalost základů experimentální modální analýzy. Student musí znát, maticový počet, lineární algebru, diferenciální rovnice, základy metody konečných prvků.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 20 bodů (z 40 možných), které lze získat vypracováním dílčích úkolů a získání minimálně 30 bodů (z 60 možných) v kontrolním testu. Naplní testů je průřezové ověření znalostí a písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu. Konkrétní podobu testů, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru. Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku z dílčích úkolů a testů dle ECTS. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.
Jazyk výuky
čeština
Cíl
Cílem kurzu je seznámit studenty se základy dynamiky rotorových soustav a provést posouzení kritických otáček hřídelů a disků.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit vypracováním náhradních úloh dle pokynů vyučujícího. Konkrétní podobu stanovuje učitel vedoucí cvičení.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor BIO: Biomechanika, 3 kredity, povinný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor IME: Inženýrská mechanika, 3 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod do rotorových soustav, základní modely rotorů
- Netlumený Lavalův (Jeffcottův) rotor v tuhých a pružných ložiskových podporách
- Lavalův (Jeffcottův) rotor s vnějším a vnitřním tlumením
- Kmitání netlumeného rotoru s uvážením gyroskopických účinků
- Kmitání olopatkovaných disků, Campbellův diagram
- Vyvažování rotorů
- Metody redukce dynamických systémů
Cvičení s počítačovou podporou
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Výpočet kritických otáček pomocí jednoduchých modelů rotorů
- Simulace rozběhu elektromotorů v časové oblasti
- Simulace chování rotoru uloženého v ložiscích
- Kmitání disků a olopatkovaných disků
- Modelování olopatkovaných disků pomocí cyklické symetrie
- Redukce stupňů volnosti v prostředí MATLAB, MSC Adams a ANSYS