Основная цель этой работы - выявить трещины и определить влияние трещин, которые происходят во время работы, зная глубину трещины и ее влияние на статическое, динамическое поведение и стабильность системы ротора, с тем чтобы обнаружить раннее обнаружение дефектов до избежать катастрофического сбоя. В этой работе основное внимание уделяется изучению статического и динамического поведения ротора с трещиной и без трещины, трещина помещается в положение около диска на валу ротора со многими глубинами. Обнаружение эффекта трещины на роторе путем нахождения реакции, критической скорости, распределения напряжений и стабильности в обоих случаях ротора с трещиной и без трещины. Проведены аналитические и численные методы и найдены новые уравнения для определения жесткости вала с двумя трещинами в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях с представлением математической модели для ротора и сравнением результатов аналитических и численных расчетов, которые были найдены в хорошем согласии. И изучать влияние трещин на устойчивости, а также влияние трещин на DLF, по аналитическом и численном. Численные модели для моделирования поведения валов с трещинами во время работы и попытки сопоставить наблюдаемую сигнатуру вибрации с наличием трещин в выбранном месте на валу. Предполагаемые трещины в положении около диска (15 мм от диска) с разной глубиной для одной трещины и для двух трещин мы изучали два случая, во-первых, с наклонными углами (30, 60, 90 градусов) для первой трещины, а вторая трещина поперечная с 90 градусы и угол ориентации между двумя трещинами, фиксированными нулями градусов, а во-вторых, угол наклона трещин, зафиксированных при изменении угла ориентации между двумя трещинами (0, 90, 180 градусов), оба случая занимали разные глубины трещин. Изучена первая трещина, расположенная на 15 мм в правой части диска, а вторая трещина расположена на 15 мм слева от диска. Измеряя динамические отклика для каждого возбуждения и оценивая критическую скорость, определите влияние трещины на критическую скорость, отклик и напряжение, что дает хороший признак для избежать катастрофического сбоя. Исследование проводилось путем анализа отклика смещения для фактической динамической системы, влияния трещины на статическое и динамическое поведение и стабильности динамической системы ротора, проверяющей аналитическую и численную, путем изучения паровой турбины 353T, которая работает на НПЗ Даура в Багдаде. Оценена тяжесть роторов с трещиной. Отклик смещения увеличивается, а критическая скорость уменьшается с увеличением глубины трещины. Когда отклик смещения увеличивается от 3.5% до 5%, а критическая скорость уменьшается с 3% до 4%, что означает, что глубина трещины составляет до 0.2Р. Если отклик увеличивается с 8% до 13%, а критическая скорость уменьшается с 7% до 14%, что означает, что глубина трещины равна 0.4Р. Если отклик увеличивается с 20% до 28%, а критическая скорость уменьшается с 13% до 17 %, что означает, что глубина трещины составляет 0.6Р, и если отклик увеличивается с 28% до 34%, а критическая скорость уменьшается с 17% до 21%, что означает, что глубина трещины составляет 0.8Р, и это максимальная глубина трещины. Это важно для диагностики, обнаружения трещин и тяжести на ранней стадии, чтобы избежать катастрофического отказа.

The main objective of this work is to detect the cracks and determine the effect of cracks which take place during operation by knowing the crack depth and its effect on the static, dynamic behavior and the stability of the rotor system so as to early defect detection to avoid the catastrophic failure. This work focuses on the study of the static and dynamic behavior of cracked and uncracked rotor, the crack is placed in a position near the disk on the rotor shaft for many depths. Finding the effect of the crack on the rotor by finding the response, critical speed, stress distribution and the stability in both cracked and uncracked rotors. Analytical and numerical techniques has been done and found new equations for finding the stiffness of two cracked shaft in vertical, horizontal and cross directions with making mathematical model representation for rotor and compared the results of analytical and numerical, it found in good agreement. Numerical models to simulate the behavior of cracked shafts during operation and to attempt correlate the observed vibration signature with the presence of cracks on selected location on the shaft. Assumed cracks in position near the disk (15 mm from disk) with different depths for single crack and for two cracks we studied two cases, firstly, with slant angles (30, 60, 90 degree) for first crack while second crack transverse with 90 degrees and the orientation angle between two cracks fixed zero degrees and secondly, the slant angle of cracks fixed while the orientation angle between two cracks changed (0, 90, 180 degree), both cases took with different depths of cracks. The first crack located 15 mm to the right side of disk while the second crack is located15 mm to the left of disk has been studied. By measuring dynamic responses for each excitation and estimating the critical speed, determine the effect of crack on the critical speed, response and stress which gives a good indication to avoid the catastrophic failure. The investigation has been done by analyze actual system dynamic displacement response, the effect of crack on static and dynamic behavior and the stability of dynamic rotor system verifying analytical and numerical by studying 353T steam turbine which operates in Daura Refinery. The severity of cracked rotors has been estimated. The response displacement increases and the critical speed decreases with increasing the crack depths. When the displacement response increases from 3.5% to 5% and the critical speed decreases from 3 to 4% that means the crack depth is up to 0.2R. If the response increases from 8% to 13% and the critical speed decreases from 7% to 14% that means the crack depth is 0.4R. If the response increases from 20% to 28% and the critical speed decreases from 13% to 17% that means the crack depth is 0.6R and If the response increases from 28% to 34% and the critical speed decreases from 17% to 21% that means the crack depth is 0.8R and it’s the maximum crack depth. That is important for diagnosis or crack detection and severity in early stage to avoid catastrophic failure.

• Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого