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Study of the influence of soil profiles on rotor-bearings-foundation systems

By Denise Alves Ramalho

Abstract

Nas últimas três décadas houve um desenvolvimento notável em métodos e tópicos de pesquisa a respeito da análise da dinâmica de máquinas rotativas. Um dos tópicos que têm atraído a atenção de pesquisadores é a interação de máquinas rotativas com suas estruturas de suporte. Sabe-se que a dinâmica da estrutura pode exercer um importante papel na resposta do rotor. Mas há um tópico que ainda não recebeu a atenção que deveria. As estruturas de suporte do rotor estão colocadas sobre uma fundação e esta fundação interage com suas vizinhanças e com o solo. A questão da influência da fundação e do solo na resposta do rotor ainda não foi completamente estudada. Tentativas anteriores de descrever o comportamento do sistema rotor-fundação-solo são limitadas a modelos muito simples de solo. O objetivo deste trabalho é estudar a influência do solo no comportamento de máquinas rotativas. Isto foi feito através de um modelo rotor-mancais-fundação-solo. Obtém-se a resposta desbalanceada de um rotor Laval bidimensional, desprezando-se o efeito giroscópico. Variou-se o tipo de solo, considerando um semi-espaço e um solo do tipo camada sobre base rígida, sendo este último um solo com um aumento repentino de rigidez a uma determinada profundidade. Em cada um destes solos, houve uma variação do amortecimento interno. Além disso, para o solo do tipo camada sobre base rígida, houve uma variação da espessura dessa camada. Estes solos são caracterizados pela densidade, coeficiente de Poisson e módulo de cisalhamento, e são considerados viscoelásticos. Os modelos destes solos, utilizados neste trabalho, são modelos numéricos e foram obtidos utilizando o método dos elementos de contornoIn the last three decades there has been a notable development of methods and research topics regarding the analysis of the dynamics of rotating machines. One topic that has attracted researcher's attention is the interaction of rotor - foundation interaction. It is well known that the dynamics of the structure play an important hole in the rotor response. However, one topic has still not received the attention it should have. The rotor support structure was placed on a foundation, and the foundation interacted with its neighbourwood and with the soil. The issue of the influence of both the foundation and the soil on the rotor response has not yet been completely studied. Previous attempts to describe the behaviour of the system rotor-foundationsoil were limited to very simple models of the soil. The objective of this work is to study the influence of the soil on the behaviour of rotating machines. This study was carried out by using a rotor-bearing-foundation-soil model. An unbalanced response of a bidimentional Laval rotor isobtained. The gyroscopic effect was neglected. The type of soil was varied, considering a halfspace and a stratified soil. The last soil had a sadden increase in the stiffness at a certain depth. In each one of these soils there has been a variation in the internal damping. Moreover, the thickness of the stratified soil has varied. These soils are caracterized by the density, Poisson's cofficient and shear modulus, and they are considered visco-elastic. In this work, the soil models are numerical and they were obtained by using the boundary element metho

Topics: Dinâmica, Rotores, Interação solo-estrutura, Dynamic, Rotors, Soil-structure interactions
Publisher: Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Engenharia Mecânica
Year: 2010
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNICAMP:oai:unicamp.br:000783190
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