Multibody Simulation Model of the Roller Test Rig

Multibody simulation model of the roller test rig is presented in this work. The roller test rig consists of a paper machine’s tube roll supported with a hard bearing type balancing machine. The simulation model includes non-idealities that are measured from the physical structure. These non-idealities are the shell thickness variation of the roll and roundness errors of the shafts of the roll. These kinds of non-idealities are harmful since they can cause subharmonic resonances of the rotor system. In this case, the natural vibration mode of the rotor is excited when the rotation speed is a fraction of the natural frequency of the system. With the simulation model, the half critical resonance is studied in detail and a sensitivity analysis is performed by simulating several analyses with slightly different input parameters. The model is verified by comparing the simulation results with those obtained by measuring the real structure. Comparison shows that good accuracy is achieved, since equivalent responses are achieved within the error limit of the input parameters.

Tässä työssä on kuvattu telakoelaitteen monikappaledynamiikan simulointimalli. Telakoelaite koostuu paperikoneen putkitelasta tasapainotuskoneessa. Simulointimalli sisältää epäideaalisuuksia, jotka on mitattu fyysisestä rakenteesta. Nämä epäideaalisuudet ovat telan vaipan paksuusvaihtelu ja telan akseleiden ympyrämäisyysvirheet. Nämä epäideaalisuudet voivat olla haitallisia, sillä ne voivat aiheuttaa alikriittisiä resonansseja systeemiin. Tällöin roottorin kriittiset taajuudet heräävät, kun roottorin pyörimisnopeus on murtoluku roottorin kriittisestä nopeudesta. Simulointimallilla on tutkittu puolikriittistä resonanssialuetta tarkemmin ja herkkyysanalyysi on suoritettu varioimalla simuloinnin lähtöarvoja. Simulointimalli on verifioitu vertaamalla sillä saatuja tuloksia mittaustuloksiin. Vertailu osoittaa, että simuloinnin tarkkuus on hyvä sillä mittauksia vastaavat värähtelynvasteet voidaan saavuttaa lähtöarvojen virherajojen puitteissa.