Hybrid Reduced Model of Rotor

In the paper, the authors describe the method of reduction of a model of rotor system. The proposed approach makes it possible to obtain a low order model including e.g. non-proportional damping or the gyroscopic effect. This method is illustrated using an example of a rotor system. First, a model of the system is built without gyroscopic and damping effects by using the rigid finite element method. Next, this model is reduced. Finally, two identical, low order, reduced models in two perpendicular planes are coupled together by means of gyroscopic and damping interaction to form one model of the system. Thus a hybrid model is obtained. The advantage of the presented method is that the number of gyroscopic and damping interactions does not affect the model range.

W pracy zaprezentowano metodę redukcji modelu wirnika z efektem żyroskopowym i tłumieniem. Do budowy modelu zredukowanego wykorzystano dwie metody konstruowania przybliżonych modeli dyskretnych układów ciągłych - metodę dekompozycji modalnej oraz metodę dyskretyzacji przestrzennej (elementów skończonych). Zredukowany model modalny zbudowano dla tej części modelu, dla której łatwo jest formułować warunki ortogonalności. Pozostałe zjawiska, które powodują trudności w formułowaniu warunków ortogonalności np. efekt żyroskopowy lub nieproporcjonalne tłumienie, zamodelowano z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Następnie powiązano ze sobą dwa takie same modele drgające w płaszczyznach wzajemnie prostopadłych poprzez zamodelowane oddziaływania żyroskopowe lub nieproporcjonalne tłumienie. Zaprezentowana metoda umożliwia otrzymanie modelu wirnika niskiego rzędu przy zmiennej prędkości kątowej oraz z dowolnym rodzajem tłumienia wewnętrznego i zewnętrznego. Zaprezentowany przykład analizy wirnika potwierdza skuteczność zaproponowanego ujęcia.