Studio della risposta dinamica di un sistema rotante disco, albero e cuscinetti

Studio della risposta dinamica di un sistema rotante disco, albero e cuscinetti Nel mondo di oggi i rotori sono diventati componenti imprescindibili di moltissime tecnologie. Essi possono essere trovati in diverse configurazioni e dimensioni in molti degli oggetti che ci circondano, basti pensare ai motori aeronautici, motori elettrici, pompe per fluidi, compressori, ventilatori… . Se si hanno in mente questi oggetti si può capire immediatamente che un rotore è fondamentalmente un componente meccanico al quale viene impresso un moto di rotazione attorno ad un asse. Quando si progetta un oggetto di questo tipo diventa essenziale andare a studiare i fenomeni vibratori che ad esso sono associati. Le vibrazioni in generale sono oggetto di studio di tutte le strutture, siano esse statiche, come ad esempio la trave di un edificio o di un ponte, oppure dinamiche, come il rotore di una pompa. Nei rotori le vibrazioni sono principalmente dovute a degli sbilanciamenti presenti nell’oggetto (disomogeneità del materiale, tollerazione di costruzione, usura…). A seconda dell’applicazione per cui è impiegato, un rotore può trovarsi a ruotare anche a velocità molto elevate e a ciò consegue una forza centrifuga molto alta in grado di deflettere l’oggetto con possibili effetti a lungo termine sull’integrità della struttura. La comprensione di questi fenomeni quindi è importante soprattutto per progettare strutture che siano efficienti e sicure per tutta la loro vita operativa ma in certi casi lo studio delle vibrazioni è importante anche per limitare l’impatto acustico del rotore (è infatti importante in molti casi avere una macchina che sia il meno rumorosa possibile). Quello che si propone di fare con questa tesi è perciò fornire gli elementi teorici fondamentali per poter analizzare e capire i fenomeni vibrazionali. Queste nozioni verranno poi usate sia per interpretare e commentare risultati presi da studi effettuati in passato su diversi tipi di rotore sia per studiare un modello di rotore a sbalzo molto semplice presente nel laboratorio del Politecnico di Torino. Alla parte teorica fa seguito una sezione più pratica in cui si apprendono i rudimenti del programma di analisi strutturale agli elementi finiti che si chiama ANSYS Workbench. Questo software è stato impiegato per fare un’analisi dei modi di vibrare proprio del modello di rotore presente in laboratorio. I risultati ottenuti numericamente con il programma sono poi stati confrontati con i dati sperimentali ottenuti in laboratorio dalla docente e i suoi collaboratori.