Determination of Turbocharger Rotor Dynamic Properties

Tato diplomová práce je zaměřena na dynamické chování rotoru turbodmychadla. Jedná se o sériové turbodmychadlo montované do nákladních vozidel. V první polovině práce je zpracována rešerše této problematiky a možnosti výběru jednotlivých metod. Druhá, praktická část, je rozdělena na experimentální a výpočtovou. Úkolem je zjištění dynamických vlastností rotoru pomocí experimentu a jeho porovnání s teoretickým výpočtem v programu ANSYS. Jak v experimentu, tak ve výpočtu bude použita modální analýza volného rotoru a harmonická analýza rotoru pevně uchyceného, pravděpodobně v místě ložisek. Všechna experimentálně naměřená data budou zpracována matematicko-fyzikálními přístupy, jako je například FFT analýza a Campbelův diagram. Ve výpočtové části budou na výběr dva hlavní typy výpočtového modelu, které budou ještě detailněji rozděleny. Cílem práce je nalezení ideálního výpočtového modelu tak, aby výsledky vycházely co nejblíže experimentu, tzn. nalezení správných materiálových a fyzikálních konstant, správná volba sítě modelu a vhodné okrajové podmínky. Zároveň bude zohledněn výpočtový čas s ohledem na složitost modelu a přesnost výsledků v porovnání s naměřenými daty.This diploma thesis deals with dynamic behaviour of a turbocharger rotor. The subject is a stock turbocharger for commercial vehicles. The research will be mentioned in the first part of the thesis as well as methods of processing. The second, practical part is divided into two divisions. They are both experimental and computational. The aim is finding of rotordynamic behaviour by an experiment and its comparing with a computational model in ANSYS software. Modal and harmonic analysis of a free and fixed subject will be used by both experiment and evaluation. The subject will be fixed where bearings are located during harmonic analysis. All the experimental results will be processed with mathematical and physical methods like FFT analysis or Campbel diagram. There will be two main types of computational models to choose among. These models will be analyzed in detail. The goal of the thesis is to reach results from ANSYS as close as possible with the experimental testing. This includes finding correct material and physical properties, right choice of mesh and right boundary conditions. At the same time the CPU time compared to the model complexity and results accuracy will be considered in a comparison with data obtained by the experiment.