دراسة تأثير درجة الحرارة في الاستجابة الدينامية لعمود الحدبات باستخدام طريقة دمج العناصر المحددة-المصفوفات الانتقالية

Dissertant

رشيد، زيد حكمت

Thesis advisor

موفق علي توفيق

University

University of Technology

Faculty

Department of Mechanics and Equipments Engineering

University Country

Iraq

Degree

Master

Degree Date

2009

Arabic Abstract

يقدم هذا البحث دراسة لتأثير التوزيع الحراري في الإستجابة الدينامية لعمود الحدبات باعتباره نظام عمود دوار- كرسي تحميل يحتوي على عدد من التفرعات.

تناول البحث دراسة تأثير التوزيع الحراري في طول عمود الحدبات في قيم السرع الحرجة و في توزيع مقادير الإهتزاز الجانبية في الاتجاهات الثلاثة و دراسة التأثير المترابط لكل من التوزيع الحراري و عدد الحدبات و مواقعها و اتجاها و أيضاً عدد و مواضع كراسي التحميل.

و حساب الاستجابة لفترات زمنية مختلفة و رسم المدارات التدويمية لجزء العمود داخل كرسي التحميل بدرجات حرارة مختلفة.

تمت الدراسة على عمود حدبات لمحرك سيارة بنزين نوع Volkswagen رباعية الأسطوانات بثمانية حدبات و خمسة كراسي تحميل و طول كلي يبلغ 39.5cm و وزن كلي يبلغ 2.23 Kg.

يعمل ضمن مدى درجات حرارة (20-80co) كما و ان نوع الزيت المستخدم في المحرك هو SAE 40.

تم استخدام تقنية "دمج العناصر المحددة–المصفوفات الانتقالية" في تحليل النموذج الرياضي مع الأخذ بنظر الاعتبار تأثير القص و التأثير الجايروسكوبي لمسنن نقل الحركة بين عمود المرفق و عمود الحدبات و كذلك تأثير قوى عدم الموازنة الناتج من وجود الاختلافات المركزية لمواقع كراسي التحميل و أيضا القوى اللحظية المتغيرة مع زاوية الدوران على أسطح الحدبات و كذلك تم الأخذ بنظر الاعتبار تأثير درجة الحرارة في مرونة و صلادة المادة.

كما تم استخدام ثمانية معاملات من المرونة و التخميد لكل كرسي تحميل مع الأخذ بنظر الاعتبار تأثير درجة الحرارة في لزوجة الزيت المستخدم.

تم بناء برامج حاسوبية بلغة فروتران لاحتضان الجانب النظري و التحليلي يمكن من خلالها حساب الاستجابة الدينامية لعمود الحدبات و حساب السرع الحرجة و أيضاً حساب القوى المؤثرة في أسطح الحدبات بوصفها دالة لزاوية دوران العمود.

و تم التأكد من البرنامج و ذلك بجعل النظام يهتز اهتزاز حر و تم حساب ثيم السرع الحرجة و كانت مطابقة للقيم التي تم الحصول عليها من الاهتزاز القسري.

لقد تبين من خلال نتائج البحث أن لكل توزيع حراري سرع حرجة خاصة به.

و يختلف فيه توزيع مقادير الاهتزاز الجانبية (Eigen mode) تبعاً للتوزيع الحراري.

و أظهرت النتائج بصورة عامة نقصان قيم السرع الحرجة بزيادة متوسط درجة حرارة العمود و يعتمد معدل النقصان على مرتبة السرعة الحرجة (أولى, ثانية, ثالثة ....الخ).

كما و أظهرت النتائج أن زيادة عدد الحدبات يؤدي إلى تقليل قيم السرع الحرجة و يزداد التأثير الحراري في توزيع مقادير الإهتزاز الجانبية و أيضاً اظهرت النتائج أن استخدام عمودين للحدبات في المحرك الواحد يعطي بشكل عام نسب تغير لقيم الترددات الحرجة الأولى و الثانية و الثالثى أقل مما هو عليه في حال استخدام عمود واحد و لنفس الظروف الحرارية, حيث بلغت نسب التغير للترددات المذكورة في حال استخدام عمودين 2.87 %, 32.15% & 33.4 % و للعمود الواحد 1.37 %, 42.7 % & 41.13 %.

و فيما يخص عدد و مواقع كراسي التحميل تقل قيم السرع الحرجة و تزداد سعة الاهتزاز بقلة عدد الكراسي و يقل النقصان بزيادة درجة الحرارة ضمن المدى التشغيلي.

و كذلك بينت الدراسة اختلاف توزيع المقادير الجانبية للأهتزاز بإختلاف معاملات كراسي التحميل نتيجة تغير السرع الدورانية, درجة الحرارة و زاوية دورات العمود إذ تم حساب قيك ردود الأفعال المتغيرة لحظياً بوصفها متغيرات أساسية في حساب معاملات الكراسي.

و أخيرا فيما يخص نتائج المدارات التدويمية المرسومة للعمود داخل كراسي التحميل تبين أن قيم المدارات تعتمد على شكل النسقة و درجة الحرارة و موقع الكرسي.

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

• Physics
• Transport
• Mechanical engineering
• Thermodynamics
• Heat

• APA
• MLA
• AMA

Language

Arabic

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-305207