Dynamik verstimmter Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten

Zusammenfassung

Abweichungen zwischen den Kranzkomponenten stören die zyklische Symmetrie von Schaufelkränzen in Turbomaschinen. Infolge periodischer Anregung treten verstimmte Schaufelschwingungen mit lokal überhöhten Amplituden auf, deren Maximalwerte im Fall isolierter Modenpaare bis zu 21 % oberhalb des unverstimmten Referenzniveaus liegen können. Für diese Schwingungslokalisierung ist sowohl die Verstimmung als auch die Kopplung zwischen den Schaufeln entscheidend. Neben der Strukturkopplung über die Kranzscheibe werden in dieser Arbeit auch aerodynamische Kopplungseinflüsse und nichtlineare Reibkontakte berücksichtigt. Numerische Untersuchungen zeigen, dass die Phasenabhängigkeit der aerodynamischen und nichtlinearen Dämpfungsmechanismen sowohl zu einer Reduzierung als auch zu einer Überhöhung der verstimmten Maximalamplituden beitragen kann. Zudem ermöglicht die bewusste Verstimmung der Beschaufelung eine optimale Ausrichtung der lokalisierten Schwingungsformen in Relation zu den diskreten Schaufeln. In Abhängigkeit vom Phasenversatz zwischen benachbarten Schaufeln ist hierdurch eine robuste Amplitudenreduktion um bis zu 29 % möglich.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2022
ISBN-Online: 978-3-95900-727-6
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IDS
Band: 02/2022
Sprache: Deutsch
Seiten: 164
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Vorwort Kein Zugriff
2. Kurzfassung Kein Zugriff
3. Abstract Kein Zugriff
4. Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff
1 Einleitung Kein Zugriff Seiten 1 - 6
1. 2.1 Schwingungen von Schaufelkränzen Kein Zugriff
2. 2.2 Verstimmte Kranzdynamik Kein Zugriff
3. 2.3 Aerodynamische Kopplung in Schaufelkränzen Kein Zugriff
4. 2.4 Reibungsbehaftete Fügestellen in Schaufelkränzen Kein Zugriff
5. 2.5 Verstimmte Schaufelkränze mit aerodynamischer Kopplung und Reibkontakten Kein Zugriff
1. 3.1 Einordnung in den Stand des Wissens Kein Zugriff
2. 3.2 Zielsetzung und Gliederung der Arbeit Kein Zugriff
1. 4.1 Mehrmassenmodell des Schaufelkranzes Kein Zugriff
2. 4.2 Mehrstufiges Reduktionsverfahren Kein Zugriff
3. 4.3 Modellierung der Strukturverstimmung Kein Zugriff
4. 4.4 Modellierung der aerodynamischen Kopplung Kein Zugriff
5. 4.5 Modellierung der nichtlinearen Reibkontakte Kein Zugriff
1. 5.1 Schaufelkranz mit Verstimmung Kein Zugriff
2. 5.2 Reorientierung lokalisierter Moden Kein Zugriff
3. 5.3 Verstimmter Schaufelkranz mit aerodynamischerKopplung Kein Zugriff
4. 5.4 Verstimmter Schaufelkranz mit nichtlinearen Reibkontakten Kein Zugriff
5. 5.5 Verstimmter Schaufelkranz mit aerodynamischerKopplung und nichtlinearen Reibkontakten Kein Zugriff
6. 5.6 Zwischenfazit Kein Zugriff
1. 6.1 Schaufelkranz mit Deckband Kein Zugriff
2. 6.2 Schaufelkranz mit Verstimmung Kein Zugriff
3. 6.3 Verstimmter Schaufelkranz mit aerodynamischerKopplung Kein Zugriff
4. 6.4 Verstimmter Schaufelkranz mit nicht linearen Reibkontakten Kein Zugriff
5. 6.5 Verstimmter Schaufelkranz mit aerodynamischer Kopplung und nichtlinearen Reibkontakten Kein Zugriff
6. 6.6 Zwischenfazit Kein Zugriff
1. 7.1 Modenorientierung und Dämpfungserhöhung Kein Zugriff
2. 7.2 Vorgehensweise zur Umsetzung des Konzepts Kein Zugriff
3. 7.3 Robustheit des bewussten Verstimmungskonzepts Kein Zugriff
4. 7.4 Zwischenfazit Kein Zugriff
8 Diskussion der erzielten Ergebnisse Kein Zugriff Seiten 128 - 132
9 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 133 - 135
1. A Aerodynamische Einflusskoeffizienten Kein Zugriff
2. B Aerodynamische Kopplung der Deckbandbeschaufelung Kein Zugriff
3. C Schaufelschwingungen mit COULOMB’scher Reibung Kein Zugriff
4. D Normierung der Amplitude Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 148 - 164