Vibrations of asymmetric rotors supported by asymmetric bearings

Summary

In this paper the vibrations of an asymmetric flexible rotor supported by asymmetric bearings is theoretically analyzed by using Galerkin's method and the perturbation method, and numerically calculated. The effects of the asymmetries of the rotor and the bearings and the changes of the main instability regions and the ultraharmonic resonance due to the external and internal dampings are investigated. The experimental tests are performed on a smaller laboratory model in order to verify the validity of the theoretical results.

The following results are obtained; the instability regions divide into two ones by the lack of the symmetries in the rotor and the bearings. The ultraharmonic resonances appear at fractional values of the main critical speed. The character of the internal damping is changed by the magnitude of the asymmetries of the rotor and the bearings.

Übersicht

Es werden die Schwingungen eines unsymmetrischen Rotors in unsymmetrischen Lagern analysiert. Dabei wird sowohl das Galerkin-Verfahren als auch eine Störungs-Methode angewendet. Untersucht werden die durch die Unsymmetrien von Rotor und Lagerung entstehenden Effekte sowie die durch äußere und innere Dämpfung entstehenden Änderungen der wichtigsten Instabilitätsbereiche und der ultraharmonischen Resonanzen. Zur Stützung der theoretischen Ergebnisse wurden Versuche an einem Laboratoriumsmodell durchgeführt.

Die wichtigsten Ergebnisse sind folgende: Die Instabilitätsbereiche werden durch die Unsymmetrie von Rotor und Lagerung aufgespalten; ultraharmonische Resonanzen treten bei gebroochenen Werten der Hauptkritischen auf; der Charakter der inneren Dämpfung wird durch die Größe der Unsymmetrien von Rotor und Lagerung verändert.