تاثیر نیروی محوری کششی و فشاری بر سرعت بحرانی یک شفت دوار

در طراحی تجهیزات دوار سرعت بحرانی یک پارامتر بسیار مهم محسوب می شود. در پژوهش حاضر، تاثیر نیروهای محوری کششی و فشاری بر سرعت بحرانی یک شفت دوار پیوسته، با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و کوپل ژیروسکوپی با استفاده از روش مد فرضی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتری به نام ضریب نسبت فرکانس تعریف گردیده که نمایانگر نسبت سرعت بحرانی تحت نیروی محوری به سرعت بحرانی بدون نیروی محوری است. نشان داده شده که نسبت فرکانس یاد شده برای شفت دوار، برابر با نسبت فرکانس یک تیر غیر دوار است. بنابراین، تاثیرپذیری سرعت بحرانی از نیروی محوری تابعی از اینرسی دورانی و کوپل ژیروسکوپی نمی باشد، و اثرات نیروی محوری بر سرعت بحرانی یک شفت دوار را می توان با استفاده از نسبت فرکانس تیر اویلر محاسبه نمود. سپس، نیروی فشاری بحرانی که سبب کمانش و صفر شدن فرکانس طبیعی ارتعاشات عرضی می گردد به دست آمده است. همچنین در این تحقیق میزان تاثیر نیروی محوری بر سرعت بحرانی شفت براساس پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است و مشخص گردید اثر نیروی محوری بر سرعت بحرانی با افزایش مقاومت خمشی کاهش یافته و با افزایش طول شفت افزایش می یابد. نتایج حاصل می تواند برای تعیین سرعت بحرانی شفت مفید واقع شود.