FE Berechnung von vorgespannten Modalanalysen fur Turbinenschaufeln mit ANSYS

摘要

Nach Traupel [1], ist eine der haufigsten Ursachen fur Schaden bei Turbinenschaufeln auf Schwingungsbruche in Folge von Resonanz zuruckzufuhren. Um dem entgegenzuwirken werden Turbinenschaufeln haufig untereinander gekoppelt, dadurch werden die Eigenfrequenzen erhoht. Diese Massnahem steigert allerdings die Komplexitat des Systems und es bedarf numerischer Methoden zur Prognose der Eigenfrequenzen und zur Bestimmung von potentiellen Anregungen. Eine Moglichkeit dazu bietet das kommerzielle Finite Element Programm ANSYS: Hierzu wird, meist unter Annahme linear-elastischen Werkstoffverhaltens, auf einem stationaren Betriebszustand, welcher die Kontakte zwischen den Bauteilen unter Betriebsbedingungen moglichst realistisch abbildet, eine Modalanalyse aufgesetzt. Diese vorgespannte Modalanalyse liefert die Eigenfrequenzen mit den zugehorigen Eigenformen des Systems. Mit Hilfe von Campbell- und SAFE-Diagrammen (Singh's Advanced Frequency Evaluation [2]) (auch Interference- oder ZZENF-Diagramm) lassen sich die potentiellen Resonanzstellen auf das System darstellen.