Rotordynamik - Dynamische Simulation rotierender Strukturen
Der virtuelle Rotorprüfstand: vom dynamischen Auswuchten bis zur Unwuchtantwort
Im Seminar lernen Sie, rotordynamische Effekte zu verstehen und zu simulieren. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten.
Dauer
2 Tage
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical
Verwendete Software
Ansys Mechanical, Tribo-X inside Ansys
- Berücksichtigung einfacher und komplexer Lagereigenschaften
- Campbell Diagramm für einen Laval-Rotor erstellen
- Unwuchtantwort eines Rotors ermitteln
- Lizenz "Tribo-X inside Ansys" für 3 Monate kostenfrei
Beschreibung
Die Rotordynamik befasst sich mit der Analyse des dynamischen Verhaltens rotierender Strukturen (Rotoren von Elektromotoren, Generatoren, Turbinenläufern, Windenergieanlagen, Zentrifugen oder Festplatten). 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.
Anhand von einfachen praxisorientierten Beispielen lernen Sie zielorientiert die verwendeten Software Produkte richtig einzusetzen und schaffen sich damit eine fundierte Basis für die Bearbeitung eigener Projekte. Dieses Seminar richtet sich an alle Ingenieure, zur Prognose des dynamischen Verhaltens eines Entwurfes oder zur Analyse von existierenden Problemfällen bei rotierenden Strukturen die finite Elemente Simulation einsetzen möchten.
Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung
Tag 1
01 Beschreibung rotierender Maschinen
- Alles dreht sich: Beschreibung rotierender Maschinen
- Spezifische Definitionen und Nomenklaturen der Rotordynamik
- Die verschiedenen Referenzsysteme und was sie bedeuten
- Demonstration: Campbelldiagramm einer rotierenden Scheibe
02 Dynamik starrer und verformbarer rotierender Strukturen
- Wuchten von Starrkörpern
- Erweiterung auf flexible Körper
- Einflüsse der Drehzahl auf die Steifigkeit flexibler Strukturen
- Das gyroskopische Moment
- Übung: Dynamisches Auswuchten eines CAD Modells in 2 Ebenen
03 Der erfolgreiche Weg zum Campbell Diagramm
- Einfluss der Drehzahl auf die Eigenfrequenzen rotierender Strukturen
- Erstellung des Campbelldiagramms
- Stabilitätsplots
- Übung: Erstellung des Campbelldiagrammes für einen Lavalrotor
04 Harmonische Berechnungen: Einfluss der Unwucht auf den Hochlauf
- Modellierung der Unwucht in rotierenden Systemen
- Bestimmung der stationären Unwuchtantwort beim Hochlauf
- Identifikation kritischer Drehzahlen im Hochlaufdiagramm
- Übung: Bestimmung der Unwuchtantwort eines Kreiselmodells
Tag 2
05 Zeitabhängige Effekte - transiente Berechnungen
- Instationärer Hochlauf von Rotoren
- Passage kritischer Drehzahlen
- Orbitplots für den transienten Hochlauf
- Übung: Rotorhochlauf eines Jeffcott Rotors
06 Abbildung der Lagerung von Rotoren
- Methoden zur Abbildung von Gleitlagern und Wälzlagern
- Gelagerter Rotor in starrem Stator
- Erweiterung auf flexiblen Stator
- Bestimmung der Lagereigenschaften von Gleitlagern mit Tribo-X inside Ansys
- Übung: Rotorhochlauf in orthotropen Gleitlagern
- Übung: Bestimmung von Gleitlagereigenschaften mit Tribo-X inside Ansys
07 Methoden zur Beschleunigung der Berechnung
- Modellreduktion auf das Wesentliche
- spezielle 2.5D Elemente zur Reduktion des Rotors
- Reduktion durch die Component Mode Synthesis Methode
- Übung: Campbelldiagramm für einen 2.5D Jeffcott Rotor
08 Zyklische Symmetry - Sektormodelle
- Die Methode des doppelten Sektors
- Harmonischer Index und Knotendurchmesser
- Übung: Modalanalyse und harmonische Analyse an einem Sektormodell
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