Simulation im Auftrag von Siemens
Branche: Maschinen- und AnlagenbauFachgebiet: StrukturmechanikIm Auftrag von Siemens wurde das räumlich dynamische Bewegungsverhalten von Reibdämpfern am Fuß von Turbinenschaufeln untersucht.
Zusammenfassung
Aufgabe
Eine Simulationsanalyse soll konstruktive Details näher berücksichtigen und optimiert werden wie z. B. die räumliche Verteilung der Kontaktpressung.
Lösung
Mit Ansys Mechanical wurde ein detailliertes Modell zur Abbildung der relevanten Schwingform betrachtet und für diese das Kontaktverhalten zwischen Schaufel und Dämpfer bestimmt.
Kundennutzen
Mit dem von CADFEM erarbeiteten Analysekonzept ist Siemens in der Lage, den Einsatz von Reibdämpfern am Fuß von Turbinenschaufeln weiter zu optimieren.
Im Auftrag von Siemens wurde das räumlich dynamische Bewegungsverhalten von Reibdämpfern am Fuß von Turbinenschaufeln untersucht. Der Reibdämpfer wird eingesetzt, um auftretende Schwingungen zu reduzieren und damit die Lebensdauer der Turbinenschaufel zu erhöhen. Die bisher verwendeten analytischen Ansätze zur Untersuchung des Verhaltens von Reibdämpfer und Turbinenschaufel bilden wesentliche Eigenschaften gut ab. Sie sind aber nicht in der Lage, konstruktive Details näher zu berücksichtigen, z.B. räumliche Verteilung der Kontaktpressung.
Mit dem von CADFEM erarbeiteten Analysekonzept ist Siemens in der Lage, den Einsatz von Reibdämpfern am Fuß von Turbinenschaufeln weiter zu optimieren. So lässt sich mit dem ermittelten Lasttransfer die analytische Lösung absichern und erweitern. Durch die transiente Schwingungsanalyse mit Ansys Mechanical wurden beispielsweise die bisherigen Annahmen bezüglich der Gleitwege weitgehend bestätigt. Außerdem wird mit der geometrischen Auflösung der Kontaktsituation die Analytik ergänzt und im Bedarfsfall können weitere Detailinformationen ermittelt werden.
Mit Ansys Mechanical wurde ein detailliertes Modell zur Abbildung der relevanten Schwingform betrachtet und für diese das Kontaktverhalten zwischen Schaufel und Dämpfer bestimmt. Dazu wurde der nichtlineare Kontakt des Reibdämpfers orts- und zeitabhängig aufgelöst. Die hier auftretende Kraftübertragung zwischen Schaufel und Dämpfer konnte gezielt analysiert werden, indem das Kontaktverhalten und die Gleitwege während der Schwingungen ausgewertet wurden. Daraus ließ sich die durch die Dämpfung umgesetzte Verlustleistung ermitteln, die dem schwingenden System entzogen wurde, um ein Aufschwingen der Turbinenschaufeln zu vermeiden.