Dynamika IV - rotorové soustavy (FSI-RRS)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Cílem kurzu je seznámit studenty se základy dynamiky rotorových soustav a provést analýzy vzhledem k posouzení jejich stability, kritických otáček. Cílem je zejména seznámení studentů s výpočtovým modelováním v oblasti rotorových soustav. Seznámí se ze základními modely rotorů, disků a olopatkovaných disků a jejich analýzou v časové a frekvenční oblasti. 
Výstupy studia a kompetence:
 
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.
Obsah předmětu (anotace):

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. 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet je udělen za aktivní účast na cvičeních a získání minimálně 50 bodů ze 100 možných v závěrečném testu. Konkrétní podobu testu, typy, či počet příkladů a otázek a další podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Konkrétní podobu náhrady stanovuje vedoucí cvičení. Výsledné hodnocení je dáno dle ECTS. 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  • Úvod do rotorových soustav, základní modely rotorů.

  • Lavalův (Jeffcottův) rotor v tuhých a pružných ložiskových podporách.

  • Kmitání rotoru s uvážením gyroskopických účinků.

  • Lavalův (Jeffcottův) rotor s vnějším a vnitřním tlumením.

  • Úvod do analýzy stability rotorových soustav.

  • Vyvažování rotorů.

  • Kmitání olopatkovaných disků, Campbellův diagram.
    Cvičení s počítačovou podporou

  • Výpočet kritických otáček pomocí základních modelů rotorů.

  • Simulace dynamické odezvy rotorů v časové a frekvenční oblasti.

  • Simulace chování rotoru uloženého v ložiscích.

  • Kmitání disků a olopatkovaných disků.
Literatura - základní:
1. Erwin Kramer: Dynamics of Rotors and Foundations , Springer Verlag, 1993.
2. Gasch, Pfutzner: Dynamika rotorů, SNTL Praha, 1980.
5.

R. Gasch, R. Nordmann, H. Pfützner. Rotordynamik. Rotor Dynamics, Springer Berlin 2014, ISBN 3662311828.
Literatura - doporučená:
1. Mišun, V.: Vibrace a hluk, Vysoké učení technické , Brno, 1998
2. Ohayon, R., Soize, C.: Structural Acoustic and Vibration, Academic Press, London, 1998
3. Lyon, R. H., DeJong, R.G: Theory and Application of Statistical Energy Analysis, Butterwortth-Heinemann, Boston, 1995
4. Beer, G., Smith, I., Duenser, Ch.: The Boundary Element Method with Proramming, Springer-Verlag, 2008
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-IMB-P prezenční studium IME Inženýrská mechanika -- kl 3 Povinný 2 2 Z
N-IMB-P prezenční studium BIO Biomechanika -- kl 3 Povinný 2 2 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- kl 3 Volitelný 1 1 Z