Rotorové soustavy (FSI-RRS)

Akademický rok 2020/2021
Garant: Ing. Petr Lošák, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je seznámit studenty se základy dynamiky rotorových soustav.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají základní základní teoretické znalosti, seznámí se s
možnostmi výpočtového modelování a v praktické části na experimentálním
modelovém zařízení budou získané znalosti aplikovány a porovnány s
výsledky výpočtové analýzy.
Prerekvizity:
Řešit problém vlastních hodnot
Řešit odezvu při vunyceném ustáleném a přechodovém kmitání soustav s n stupni volnosti
Znalost základů nelineárního kmitání
Znalost základ. experimentální modální analýzy
Obsah předmětu (anotace):
V kurzu jsou studenti seznámeni se základními dynamickými vlastnostmi a dynamickým chováním konstrukčních celků a částí rotorových soustav.
Konkrétně s hřídelovou částí, nelinerárními vazbami mezi rotující a nerotující částí, lopatkami turbin a kompresorů a disky. Předmět je zaměřen na teoretickou část, výpočtovou i experimentální analýzu.
Mezi základní dynamické charakteristiky kterým je ve výuce věnována pozornost patří stanovení vlastních frekvencí a tvarů kmitání, řešení odezvy při vynuceném ustáleném a přechodovém kmitání.
Metody vyučování:
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:
Během semestru budou studentům zadány semestrální práce, jejichž odevzdání je nutnou podmínkou udělení zápočtu. V zápočtovém týdnu bude psán závěrečný test ze základů dynamiky rotorových soustav. Bude dáno 10 otázek, každá bude hodnocena max. 2 body, tj. 20 boidů maximálně.
Hodnocení:
19-20 - výborně
16-18 - velmi dobre
14-15 - dobře
12-13 - uspokojivě
10-11 - dostatečně
0-9 - nevyhovující
Při hodnocení bude rovněž přihlédnuto ke kvalitě odevzdaných semestrálních prací.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. V případě dlouhodobé neúčasti je nutná konzultace s vyučujícím a neúčast lze kompenzovat zadáním specielních prací.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.Základní dynamické vlastnosti rotorových soustav
2.Campellův diagram
3.Ložiska používaná v rotorových soustavách - klzuná a valivá
4.Ložiska používaná v rotorových soustavách - ostatní typy
5.Olejové tlumiče
6.Elektromechanické vazby, těsnící spáry
7.Vázané kmitání rotorových soustav s poddajnou statorovou částí
8.Metody řešení nelineárních rotorových soustav - steady state responcs
9.Metody řešení nelineárních rotorových soustav - transient response
10.Vyvažování pružných rotorů
11.Dynamika lopatek turbin a kompresorů
12.Dynamika disků a rotačně periodických struktur
13. Analýza a hodnocení vibrací v rotačních strojích
    Cvičení s počítačovou podporou 1.Výpočtová analýza základních dynamických vlastností
2.Výpočtová analýza nelineárních rotorových soustav - lineární
3.Výpočtová analýza nelineárních rotorových soustav - nelineární s kluznými ložisky
4.Výpočtová analýza nelineárních rotorových soustav - nelineární s hydrodynamickými tlumiči
5.Výpočtová analýza nelineárních rotorových soustav - nelineární se spárami
6.Experimentální analýza modelové rotorové soustavy - lineární
7.Experimentální analýza modelové rotorové soustavy - nelineární s kluzným ložiskem journal bearinII. část
8.Experimentální analýza modelové rotorové soustavy - nelineární s hydrydynamickým tlumičem
9.Výpočtová a experimentální analýza kmitání lopatek turbin
10.Výpočtová a experimentální analýza kmitání disků - disk bez lopatek
11.Výpočtová a experimentální analýza kmitání disků - olopatkovaný disk
12.Experimentální vyvažování tuhého rotoru
13.Zápočet
Literatura - základní:
1. Erwin Kramer: Dynamics of Rotors and Foundations , Springer Verlag, 1993.
2. Gasch, Pfutzner: Dynamika rotorů, SNTL Praha, 1980.
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  
M2A-P prezenční studium M-MET Mechatronika -- kl 5 Povinně volitelný 2 2 Z
M2A-P prezenční studium M-IMB Inženýrská mechanika a biomechanika -- kl 5 Povinný 2 2 Z