KAiE, WE-007, 10:15
Pęknięcie wału może powstać na skutek zmiennych, cyklicznych obciążeń, pełzania, korozji materiałowej oraz innych zjawisk towarzyszących pracy maszyny wirnikowej. Praca wirnika z częściowo pękniętym wałem jest niebezpieczna, gdyż propagacja pęknięcia może doprowadzić do nagłego zniszczenia wału i wirnika, a w konsekwencji – do poważnego wypadku. Wczesne wykrycie pęknięcia jest zatem ważnym zadaniem badawczym.
W trakcie seminarium przedstawione będą opracowane metody wykrywania pęknięć wałów, wykorzystujące narzędzia teorii sterowania i oparte na modelu matematycznym wirnika. Do utworzenia modelu matematycznego wirnika z pęknięciem wału zastosowano metodę elementów skończonych oraz metodę sztywnych elementów skończonych. W pierwszej metodzie, model wirnika został rozszerzony o dodatkowy oscylator mechaniczny. Jako wskaźniki pęknięcia zaproponowano estymaty dwóch dodatkowych zmiennych stanu, obliczane przez obserwator stanu zaprojektowany dla tak rozszerzonego układu. W drugiej metodzie zastosowano odporny filtr do wykrywania uszkodzeń, który jest odpowiednio zaprojektowanym obserwatorem stanu o nieznanym wejściu. Proponowane podejście zweryfikowano numerycznie i eksperymentalnie. Wyniki badań potwierdzają dużą dokładność modeli sztywnych elementów skończonych wału z pęknięciem oraz skuteczność proponowanych metod diagnostycznych.