Zur Berechnung gekoppelter Eigenfrequenzen von Schaufeln axialer Turbomaschinen [Paperback]

Bei Turbokompressoren und Turbinen treten manchmal unerwartete Schaufel? br?che in einzelnen Stufen auf. Man kann solche Br?che vermeiden, wenn man ihre Ursachen erkennt und also auch angeben kann, unter welchen Voraussetzungen diese Br?che m?glich sind, bzw. durch welche Ma?nahmen sie verhindert werden k?nnen. Da die thermische und statische Belastung der Schaufeln allein diese Br?che nicht rechtfertigt, m?ssen dynamische Belastungen die entscheidende Ursache sein. Die Turbinenschaufel ist ein sehr schwingungsanf?lliges Gebilde, dessen Bruchgefahr durch ?berdimensionierung kaum vermindert wird, denn die Erregerfrequenzen sind manchmal hohe Vielfache der L?uferdrehzahl, so da? eine Eigenfrequenzerh?hung die Resonanzgefahr auch vergr??ern kann. Es gilt also zun?chst einmal festzustellen, ob die Eigenfrequenzen der Schaufeln mit einem Vielfachen der Rotordrehzahl zusammenfallen. Da die Betriebsdrehzahl der Turbomaschine festliegt, m?ssen die Schaufeln so ausgelegt werden, da? keine Eigenfrequenz einer Schaufel mit einem Vielfachen der L?uferdrehzahl zusammen? f?llt; Die Erregerfrequenzen k?nnen das SOfache der Betriebsdrehzahl erreichen, so da? auch die bis dahin reichenden Oberschwingungen der Schaufel ber?ck? sichtigt werden m?ssen. Die Turbinenschaufel ist ein kompliziertes Schwingungsgebilde mit theoretisch unendlich vielen Freiheitsgraden, und ihre Eigenfrequenzen sind nur selten explizit dennierbar. Zur Berechnung m?ssen also N?herungs- oder Iterations? verfahren benutzt werden. Im folgenden werden zwei dieser Verfahren n?her beschrieben. Die bei diesen Verfahren vorausgesetzten Vereinfachungen werden durch entsprechende Erweiterungen weitgehend eliminiert. Bei der Durchf?hrung der Berechnungen zeigte es sich, da? bei normalen Anforderungen an die Ge? nauigkeit der Ergebnisse die Rechenarbeit auch mit den modernsten Tischrechen? maschinen nicht mehr zu bew?ltigen ist. Daher sind f?r die Durchf?hrung der Berechnungen digitale elektronische Rechenanlagen erforderll³J