مدل آموزشی Whirling of a Uniform Shaft به شما نشان می دهد که چگونه یک تحلیل گذرا از یک شفت یکنواخت تحت گرانش انجام دهید. شفت توسط دو یاتاقان هیدرودینامیکی در انتهای خود پشتیبانی می شود. اثر ژیروسکوپی باعث می شود که روتور حول محور اولیه خود بچرخد و روتور در نهایت به مدار ثابتی برسد.

نتایج شامل مشخصات تنش روی روتور با حداکثر تنش خمشی، فشار سیال یاتاقان و مدار ژورنال است. در آخرین نتیجه، ژورنال به سمت بیرون حرکت می کند تا در نهایت به یک مدار ثابت برسد.

همچنین در این مثال، طیف فرکانسی شتاب ژورنال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است که تأیید می کند که چرخش نیمه فرکانس حالت غالب چرخش است.

هنگام تجزیه و تحلیل روتورها، معمول است که یاتاقان ها از طریق ضرایب دینامیکی موثر آنها در مورد یک موقعیت تعادل ایستا مدل می شوند. این مدل نحوه محاسبه چنین ضرایبی را برای یک یاتاقان ژورنال ساده نشان می دهد. طول یاتاقان بسیار کوچکتر از قطر آن نگه داشته می شود تا تأیید شود که ضرایب محاسبه شده با مقادیر تحلیلی مربوطه برای تقریب یاتاقان کوتاه مطابقت دارند.

با توجه به تقاضا برای قدرت بیشتر با اندازه کوچکتر، سیستم های دو شفت با یاتاقان های بین شفت در حال تبدیل شدن به یک پیکربندی استاندارد برای موتورهای توربین گاز هستند. چنین سیستم‌هایی از دو روتور کواکسیال تشکیل شده‌اند که با سرعت‌های مختلف کار می‌کنند و از طریق یک یاتاقان چند قرقره به هم متصل شده‌اند.

در این مثال، تحلیل فرکانس ویژه برای چنین سیستم دو روتوری به منظور تعیین سرعت بحرانی انجام شده است. ارتعاشات هیجان انگیز متقاطع از طریق یاتاقان های چند قرقره، رفتار دینامیکی یک شفت را به رفتار دینامیکی دیگری وابسته می کند.

در این مدل آموزشی، یک یاتاقان رانش پله ای توپولوژی بهینه شده است تا ظرفیت باربری را به حداکثر برساند. یاتاقان رانش پلکانی شامل یک سطح بلبرینگ پلکانی است که انتهای شفت روی آن می چرخد. کل مجموعه در یک روان کننده غوطه ور است. فرض بر این است که یقه شفت بدون هیچ حرکت محوری در یاتاقان در حال چرخش است.

این مدل نشان می‌دهد که اولیه‌سازی بهینه‌سازی با یک طراحی غیریکنواخت، می‌تواند به حداقل‌های محلی با تعداد مراحل مشخص منجر شود.

یاتاقان های مغناطیسی فعال اغلب برای کنترل سطح ارتعاش در سیستم های مکانیکی استفاده می شوند. در این مثال یک سیستم روتور موتور محرک که در آن سرعت سیستم به تدریج افزایش می یابد در نظر گرفته شده است. سیستم به دلیل عدم تعادل موجود می لرزد. هنگامی که سرعت روتور از سرعت های بحرانی سیستم عبور می کند، سطوح ارتعاش بالایی به دلیل رزونانس ایجاد می شود. در مطالعه دوم، یک یاتاقان الکترومغناطیسی در لحظه ای که روتور از یکی از سرعت های بحرانی عبور می کند با هدف کنترل ارتعاشات در طول تشدید روشن می شود. پاسخ ارتعاشی سیستم با یاتاقان الکترومغناطیسی با یک یاتاقان الکترومغناطیسی مقایسه می شود.

در گیربکس، ارتعاشات ناشی از لرزش چرخ دنده و ناهماهنگی یاتاقان ها از منابع شناخته شده سر و صدا هستند. در این مثال دو شفت که از طریق یک جفت چرخ دنده به هم متصل شده اند در نظر گرفته شده است. شفت ها در انتهای خود بر روی بلبرینگ های غلتکی پشتیبانی می شوند. در ابتدا شفت محرک تخلیه می شود و شفت محرک با سرعت متغیری می چرخد. به دلیل واکنش متقابل، مش بندی متناوب دندان ها باعث ایجاد لرزش در شفت ها می شود. پس از مدتی، یک گشتاور مقاوم به محور محرک اعمال می‌شود و باعث می‌شود شبکه دندانی صاف شود. به منظور تجزیه و تحلیل اثر ناهماهنگی یاتاقان بر ارتعاشات روتور، تجزیه و تحلیل وابسته به زمان برای دو مورد انجام شده است. در حالت اول، تمام یاتاقان ها با شفت ها در یک راستا قرار دارند و در حالت دوم، یکی از یاتاقان ها (شماره ۲) دارای ناهماهنگی کوچک زاویه ای است.

در این مدل آموزشی، یاتاقان رانشی شش مرحله‌ای تحلیل شده است. یک یاتاقان رانشی مرحله‌ای شامل یک سطح یاتاقان پله‌ای است که انتهای محور می‌چرخد. کل مونتاژ در یک روان‌کننده غوطه‌ور است.

در این مدل آموزشی، نحوۀ تنظیم خاصیت فشاری و آنالیزهای گذرا (با استفاده از FFT) یک روتور با نصب و پشتیبانی‌های مختلف از بلبرینگ را خواهید دید. مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از نقشه‌های کمپبل و آبشار برای یافتن سرعت بحرانی استفاده کرد. همچنین دامنه پایداری روتور را نشان می‌دهد.

نحوۀ انجام تحلیل لرزشی میل‌لنگ موتور متناوب ۳ سیلندره در این مدل آموزشی را مشاهده کنید. با توجه به وسط قرار داشتن میل‌لنگ و توده‌های تعادل روی میل لنگ، تحت چرخش، لرزش خودتحریک می‌شود. میل‌لنگ با استفاده از عناصر جامد به منظور مهار دقیق اثرات لنگی میل‌لنگ و تودۀ تعادل مدل‌سازی شده است.

یک موتور متقاطع تک‌سیلندر پشتیبانی شده با یاتاقان هیدرودینامیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. گشتاور شروع شده برای به کاربردن موتور به دور در دقیقه لازم اعمال می‌شود. گشتاور بارگیری هنگامی که موتور به سرعت بالا می‌رود روشن می‌شود. پس از شروع کار، موتور تحت فشار خود سیلندر به تنهایی کار می‌کند.

برای جلوگیری از لرزش غیرهماهنگ روتور، باید فضای باز یاتاقان یه صورت کمینه نگه داشته شود. با این حال، فضای تنگ سبب کاهش پایداری یاتاقان می‌شود. این مثال مدل‌سازی لرزش ناشی از تماس غیرخطی را برای فواصل شعاعی مختلف نشان می‌دهد.

این مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توانید از مدل‌سازی برای بررسی عملکرد یاتاقان‌های گرد مختلف هیدرودینامیکی استفاده کنید. این مدل از رابط هیدرودینامیکی یاتاقان استفاده می‌کند، که معادلۀ رینولدز را برای محاسبۀ فشار ایجاد شده در یک لایۀ مایع نازک برای چهار نوع تحمل مختلف: ساده، بیضوی، نیمه تقسیم‌شده و چندهسته‌ای حل می‌کند.

     نتایج شامل مشخصات فشار سیال روی یاتاقان‌ها، نمودارهای خارج از مرکز یاتاقان گرد در مقابل بار، موقعیت پایدار یاتاقان گرد و مشخصات ضخامت سیال در هنگامی که یاتاقان گرد با یاتاقان هم‌محور است.

     در این آموزش، تغییرات در موقعیت تعادل یاتاقان گرد و مشخصات ضخامت لایۀ سیال را با هم مقایسه می‌کنیم. با مقایسۀ این مقادیر می‌توان تحمل بهینه را در شرایط عملیاتی مشابه پیدا کرد.