vitesse critique (également connu sous le nom de Speed Whirling ) est la vitesse de rotation à laquelle un arbre ou un rotor rotatif devient instable et commence à vibrer violemment en raison de résonance . Cette résonance se produit lorsque la fréquence de rotation de l'arbre coïncide avec l'une de ses fréquences naturelles .
Voici une ventilation des concepts clés:
* arbre rotatif ou rotor: Cela fait référence à tout composant rotatif comme un arbre de moteur, une lame de turbine ou une partie de machines à rotation.
* instable: À une vitesse critique, les vibrations de l'arbre deviennent grandes et incontrôlées, entraînant potentiellement des dommages ou une défaillance.
* Resonance: Ce phénomène se produit lorsqu'une force externe (comme la rotation de l'arbre) correspond à la fréquence naturelle de l'objet (la fréquence à laquelle il vibre librement).
* fréquences naturelles: Ce sont des propriétés inhérentes d'un objet déterminé par sa masse, sa rigidité et sa géométrie. Chaque arbre a un ensemble unique de fréquences naturelles auxquelles il vibre facilement.
Pourquoi la vitesse critique est-elle importante?
Comprendre et éviter les vitesses critiques est crucial pour:
* assurer une opération sûre: Le fonctionnement des machines rotatives au-dessus de la vitesse critique peut entraîner une défaillance catastrophique.
* Empêcher les dommages: Des vibrations élevées peuvent endommager les roulements, les joints et autres composants, entraînant une usure prématurée.
* Amélioration des performances: Le fonctionnement en douceur à des vitesses en dessous de la vitesse critique garantit une transmission de puissance efficace et une réduction des niveaux de bruit.
Déterminer la vitesse critique:
La vitesse critique peut être déterminée en utilisant diverses méthodes, notamment:
* Calculs mathématiques: Équations basées sur la géométrie de l'arbre, les propriétés des matériaux et les conditions de support.
* Analyse des éléments finis (FEA): Simulations informatiques qui modélisent le comportement de l'arbre sous différentes charges et vitesses.
* tests expérimentaux: Test physique de l'arbre dans des conditions contrôlées pour mesurer sa réponse à différentes vitesses.
Empêcher la résonance:
Pour éviter les problèmes de vitesse critiques, les ingénieurs mettent en œuvre plusieurs stratégies:
* Optimisation de conception: Les arbres sont conçus avec une rigidité spécifique et une distribution de masse pour éviter la résonance.
* Équilibrage: Corriger tout déséquilibre dans le rotor pour réduire les vibrations.
* amortissement: Ajout de matériaux qui dissipent l'énergie, réduisant l'amplitude des vibrations.
* Contrôle de vitesse: Machines de fonctionnement à des vitesses en dessous de la vitesse critique.
Comprendre la vitesse critique et ses implications est crucial pour assurer le fonctionnement sûr, efficace et durable des machines rotatives.
