Modeling Rotordynamic Effects of Angular Contact Ball Bearing in X- and O-arrangements with Full Bearing Matrix
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Goswami Giota; Martikainen Iikka; Sikanen Eerik; Nutakor Charles; Heikkinen Janne; Sopanen Jussi
Tiivistelmä
Since ball bearings are one of the most commonly used bearing type in rotating machinery, predicting their dynamic performance is of utmost importance. The use of one-dimensional (1D) beam elements and bearing stiffness matrices with diagonal terms only is prevalent in the modeling and simulation of rotor-bearing systems. This study analyses the rotordynamic effects of angular contact ball bearings in X- and O-arrangements. A modeling method employing three-dimensional (3D) solid finite elements (FE) to model complex rotor geometries combined with a ball bearing stiffness formulation that accounts for the off-diagonal terms is presented. The case of an electric machine with an outer rotor permanent magnet design is studied with the O- and X-arrangements of the ball bearings. These arrangements are compared with the bearing stiffness matrix considering only the diagonal terms using both 3D solid FE and 1D beam element to model the rotor. The results show large variations between the natural frequencies and mode shapes of the compared models. It is observed that accounting for the off-diagonal terms in the bearing stiffness matrix in different arrangements, and using the 3D solid FE rotor model, can have a significant impact on the results. Therefore, the proposed method can improve the accuracy in the prediction of critical speeds for safe operation of the rotor-bearing system.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Konferenssi
Artikkelin tyyppi
Muu artikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussaJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Proceedings of the 11th IFToMM International Conference on Rotordynamics. IFToMM 2023
Volyymi
139
ISSN
ISBN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Kone- ja valmistustekniikka
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1007/978-3-031-40455-9_12
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä