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Rotordynamik - Dynamische Simulation rotierender Strukturen

Die Rotordynamik befasst sich mit der Analyse des dynamischen Verhaltens rotierender Strukturen. Rotoren von Elektromotoren, Generatoren, Turbinenläufern, Windenergieanlagen, Zentrifugen oder Festplatten entwickeln durch ihre rotierenden Massen im Zusammenspiel mit der entsprechenden Lagerung ein charakteristisches dynamisches Verhalten. Ziel einer rotordynamischen FE-Simulation ist es, den stabilen Betrieb eines Rotors im stationären Zustand aber auch während eines Hochlaufs sicherzustellen. In diesem Seminar werden die in ANSYS Mechanical zu diesem Zweck zur Verfügung stehenden Modellbildungsoptionen (1D, 2.5D, 3D) vorgestellt. In den praktischen Übungen wird insbesondere auf die Kreiselwirkung von Rotoren und die typischen Anregungsmechanismen eingegangen. Spezielle Ergebnisdarstellungen wie etwa das Campbell-Diagramm oder die kritischen Drehzahlen werden ebenfalls behandelt. Ein Seminarabschnitt ist den diversen FE-Möglichkeiten zur Lagermodellbildung bis hin zum CMS-Modell, z. B. als Ersatz für eine mitschwingende Stützkonstruktion, gewidmet.


  • Typische rotordynamische Effekte
    • Veränderung der Rotoreigenfrequenzen mit der Drehzahl
    • Resonanzzustände von Rotorsystemen
    • Amplitudenvergrößerungen beim Hoch- und Auslauf von Rotoren
    • Stabilitätseigenschaften unwuchterregter Wellenschwingungen
    • Gyroskopisches Moment und Corioliskraft
    • Spannungsversteifung und Spin Softening
  • Modellbildung in ANSYS Mechanical
    • Rotor
      • Verwendung von Balken-, Schalen- und Solidelementen
      • Modellierung mit generalisierten harmonischen Elementen
      • Systeme mit mehreren Rotoren
    • Lagereigenschaften
      • Mehrdimensionales Federelement (Bushing)
      • Gleitlager mittels drehzahlabhängigem Lagerelement
      • Einfluss unsymmetrischer Koppelsteifigkeiten
      • Abbildung dynamischer Statoreigenschaften
  • Statische Betrachtungen für einen Rotor
    • Gyroskopischer Effekt des starren Kreisels
    • Statisches und dynamisches Auswuchten
    • Definition der Wuchtgüte
  • Ermittlung kritischer Drehzahlen und Stabilitätskennzahlen
    • Modale rotordynamische Analyse
    • Campbell-Diagramm für die Eigenfrequenz und Stabilität
    • Kritische Drehzahlen
    • Gleichlauf und Gegenlauf (Backward Whirl, Forward Whirl)
    • Einfluss der Dämpfung
    • Beispiel: Stabilität eines gleitgelagerten Rotors
  • Unwuchtanregung eines Rotors
    • Harmonische rotordynamische Analyse
    • Amplitudenfrequenzgang und Orbitplots
    • Anregungen höherer Ordnung
    • Beispiel: Unwuchtanregung eines Rotors mit gegebener Wuchtgüte
  • Rotorhochlauf beim Durchlaufen der kritischen Drehzahl
    • Transiente rotordynamische Analyse
    • Anfahrtransiente beim Einschaltvorgang
    • Schwingungsamplituden beim Resonanzdurchlauf
    • Ausblick: Schaufelverlust

Schlüsselbegriffe:

Drehzahl, Corioliskraft, Spannungsversteifung, Spin Softening

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Empfohlene Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Englisch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
1 Tag(e)

Termine und Anmeldung
Bitte wählen Sie hier Ihren Termin:
ausgebucht! :
18.10.2016 Chemnitz (DE)
Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr

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