B. Beirow, A. Kühhorn, J. Nipkau

Auf der Grundlage einer realen Verdichterrotorstufe wird analysiert, welchen Einfluss variierendes Mistuning und die Modellierung von Umströmungseinflüssen auf die Vorhersage erzwungener Schwingungsantworten ausüben. Hierfür wird auf ein MKS-Ersatzmodell zurückgegriffen, dessen Scheibenparameter unverändert bleiben und die Schaufelparameter wahlweise entsprechend messtechnisch ermittelter Frequenzmistuningverteilungen oder an künstliche Mistuningmuster angepasst werden. Die Modellierung der Fluid-Struktur- Wechselwirkungen erfolgt über so genannte Einflusskoeffizienten. In Abhängigkeit der erregten Schaufelschwingungsform, der Erregerordnung und der Berücksichtigung der aerodynamischen Einflüsse wird schließlich auf der Basis von Optimierungsanalysen sowohl nach den jeweils günstigsten als auch nach den jeweils ungünstigsten Mistuningmustern bzgl. der zu erwartenden, maximalen Schaufelverschiebung gesucht. Insbesondere soll eine Klärung der Frage herbeigeführt werden, ob und inwieweit die Umströmung in Verbindung mit Mistuning sogar zu einer Reduzierung erzwungener Schwingungsantworten im Vergleich zu einer perfekten, unverstimmten Blisk beitragen kann.

Based on a real compressor rotor stage, this study analyzes the influence of varying mistuning and the modeling of flow-around effects on the prediction of forced vibration responses. For this purpose, a multibody simulation (MBS) substitute model is used, whose disk parameters remain unchanged, while the blade parameters are optionally adapted according to measured frequency mistuning distributions or to artificial mistuning patterns. The fluid-structure interactions are modeled using so-called influence coefficients. Depending on the excited blade vibration mode, the excitation order, and the consideration of aerodynamic influences, optimization analyses are then performed to identify both the most favorable and the least favorable mistuning patterns with respect to the expected maximum blade displacement. In particular, the study aims to clarify whether and to what extent the flow-around effect, in conjunction with mistuning, can even contribute to a reduction in forced vibration responses compared to a perfectly untuned blisk.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2012

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2012101912471

Blisk, Mistuning

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19.10.2012