Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1962, H. 42 - Torsionssvängningsberäkningar av motoraxlar med datamaskiner, av Ove Iko och Åke Jacobsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Torsionssvängningsberäkningar
av motoraxlar med datamaskiner
Civilingenjörerna Åke Jacobsson och Ove Iko, Göteborg
De många axelbrott, som i slutet av förra
århundradet drabbade fartyg till sjöss, gav
upphov till ett nödtvunget intresse för
torsionssvängningar. Sedan dess har man lagt ned
mycket arbete på att utveckla praktiska
beräkningsmetoder för torsionssvängningar i
maskinanläggningar. Metoderna har fulländats och
erfarenheter vunnits, och man kan numera
genom förhandsberäkningar dimensionera
vevaxlar, propelleraxlar, svänghjul, propellrar
etc., så att de dynamiska spänningarna på
grund av torsionssvängningar inte ger upphov
till axelbrott. Klassificeringssällskapen fordrar
torsionssvängningsberäkningar för både
huvudmaskinerier och hjälpmaskinerier i fartyg,
dessutom beräknas i dag torsionssvängningar
för de flesta stationära ångturbin- och
förbränningsmotoranläggningar.
Den snabba utvecklingen av de elektroniska
databehandlingsmaskinerna har medfört, att
dessa nu kan användas för snart sagt allt
besvärligt räknearbete. Det ligger därför nära till
hands, att man även utför
torsionssvängningsberäkningar med hjälp av datamaskiner.
Beräkningsrutiner
De flesta beräkningsmetoder förutsätter att det
svängande systemet, t.ex. en motor med visst
antal cylindrar, svänghjul och propeller eller
generator reduceras till ett ideellt system med
renodlade masströghetsmoment åtskilda av
axlar med kända vridstyvheter. En fullständig
torsionssvängningsberäkning kan indelas i
beräkning av svängmassor och vridstyvheter,
beräkning av egensvängningstal och kritiska
varvtal, beräkning av vektorsummor,
spänningsfaktorer och dämpningsfaktorer,
beräkning av kraftimpulser samt uppritning av
spänningsdiagram.
Svängmassor och vridstyvheter
Att beräkna svängmassor och vridstyvheter för
de element, som tillhör själva motorn, är
tidsödande och omständligt. Emedan beräkningen
av svängmassor helt är beroende av motorns
534.013.08 : 681.142
konstruktion, och beräkningen av
vridstyvheter kan utföras enligt olika metoder beroende
på motorns storlek och vevaxelns utformning1’2,
avstår man i regel från att utföra dessa
beräkningar med datamaskin. Dessa storheter
behöver för övrigt bara beräknas en gång för alla
för en viss motortyp.
Svängmoment och vridstyvheter utanför
motorn är däremot oftast olika för varje
motorinstallation och beräknas i regel på samma
sätt. Man kan därför med fördel göra dessa
beräkningar med datamaskin. Ofta behöver
man endast beräkna vridstyvheterna för
axeldelarna mellan svänghjul och propeller eller
generator, medan de sistnämndas svängmoment
erhålles av leverantören.
Egensvängningstal och kritiska varvtal
Bestämning av egensvängningstalen innebär i
princip att man löser en ekvation av graden
n—1, där n är antalet svängmassor. Denna
beräkning måste göras för varje
motorinstallation, och blir vanligtvis mycket tidsödande.
Redan då antalet svängmassor överstiger fyra
blir nämligen en direkt lösning av ekvationen
besvärlig, så att man använder sig i stället av
approximationsmetoder1’
Med hjälp av en datamaskin skulle man vid
direkt lösning kunna bestämma alla rötterna
till ekvationen med hjälp av ett matrisprogram
för lösning av determinanter, men i regel
använder man vid datamaskinberäkning samma
approximationsmetoder som vid manuell
räkning. Man är nämligen oftast endast
intresserad av de lägsta rötterna. Den vanligaste
beräkningsmetoden är Holzers "trial and
error"-metod2. Metoden är bekant för alla
motortekniker, och det utskrivna räkneschemat godtas
som resultat av klassificeringssällskapen. Som
mellanresultat får man de relativa
amplituderna och de torderande momenten, som
användes vid spänningsberäkningen.
De flesta approximationsmetoder utgår från
det faktum att för ett svängande system i
jämvikt, och utan påverkan av yttre moment, blir
summan av de vridande momenten mellan
TEKNISK TIDSKRIFT 1 962 H. 42 2157
Å Jacobsson
O Iko
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
