Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe »Dynamik rotierender Maschinen«

Dynamik rotierender Maschinen

• Flexibilitätsoptimierung von Dampfturbinenschaufeln

  Die Projekte "Analyse des Schwingungsverhaltens unterschiedlich gekoppelter drehzahlvariabler Turbinenschaufeln" und "Schwingungsanalyse von Dampfturbinenschaufeln" wurden und werden durch die AG Turbo gefördert. Ziel ist es, den Einfluss der Drehzahlvariabilität bei Schaufelkränzen mit Deckbandkopplung zu untersuchen und mit den gewonnen Erkenntnissen den Auslegungsprozess von konstruktiven Dämpfungsparametern zu optimieren. Zu diesem Zweck werden sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen durchgeführt.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Florian Jäger (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2020

  Förderung: AG Turbo

  Laufzeit: 01/2020 - 12/2023
• Regenerationsbedingtes Mistuning

  Das Ziel des Teilprojektes C6 im Sonderforschungsbereich "Regeneration komplexer Investitionsgüter" ist die Beurteilung des Einflusses der durch den Regenerationsprozess veränderten mechanischen Eigenschaften einzelner Bauteile auf die Dynamik komplexer Gesamtsysteme. Hierbei wird die Aeroelastik von mehrstufigen Axialverdichtern gemeinsam mit dem Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik erforscht, indem reduzierte Strukturmodelle entwickelt werden, um regenerationsbedingte Varianzen der Schaufelgeometrien abzubilden zu können.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Lukas Schwerdt (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: SFB 871
• Fortschrittliche dynamische Analysen mit Kontakt/ Modellierung Verschleiß bei dynmamischer Belastung

  Im Rahmen der Projekte "Fortschrittliche dynamische Analysen mit Kontakt" (gefördert durch das Luftfahrtforschungsprogramm LuFo V) und "Modellierung Verschleiß bei dynamischer Belastung" (gefördert durch AG Turbo) wird das nichtlineare periodische Schwingungsverhalten zyklisch-symmetrischer Schaufelkränze untersucht. Der Fokus liegt auf der Drehzahlvariabilität, den nichtlinearen Kontaktkräften und den Verschleißeffekten.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Torsten Heinze (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: LuFo V/ AG Turbo
• Multiresonanzen und Multigrenzzykel

  Im Rahmen des Projekts "Multiresonanzen und Multigrenzzykel" (Industrieförderung) werden die Folgen zweier nahezu gleichzeitig in Resonanz befindlicher Moden untersucht. Die Multiresonanzen decken die fremderregten Fälle ab, bei denen eine multiharmonische Anregung vorliegt. Bei den selbsterregten Schwingungen können Multigrenzzykel bzw. quasiperiodische Lösungen als Grenztorus im Phasenraum entstehen.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Niklas Marhenke (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: Industrie
• Verstimmte Beschaufelungen mit aerodynamischer Kopplung

  Im Rahmen des Forschungsvorhabens "Mistuning mit Aero-Kopplung" wird die Dynamik verstimmter Schaufelkränze unter Berücksichtigung aerodynamischer Kopplungseffekte und nichtlinearer Reibkontakte numerisch und experimentell untersucht. Das Ziel des gemeinschaftlich durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Forschungsvereinigung für Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) geförderten Projektes ist die Entwicklung und Validierung effizienter Simulationsmethoden für die zuverlässige Prognose von Schaufelschwingungen.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: DFG/ FVV
• Schwingungsverhalten von Schaufeln infolge zufälliger Anregung

  Im Rahmen des Arbeitspakets "Schwingungsverhalten von Schaufeln infolge einer Anregung mit einem kontinuierlichen und bandbegrenzten Spektrum" als Teil des Verbundprojekts "ECOFLEX-turbo - SchauTex"(gefördert durch AG Turbo) wird das Schwingungsverhalten zyklisch symmetrischer Schaufelkränze mit nichtlinearen Kopplungen unter stochastischer Anregung untersucht. Dabei werden sowohl breitbandige bis weiße, als auch schmalbandige Anregungsspektren in Betracht gezogen

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Alwin Förster (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: AG Turbo
• Transiente Schaufeldynamik

  Im Rahmen des Projekts "Transiente Schaufeldynamik" wird der Einfluss transienter Vorgänge auf das Schwingungsverhalten von Turbinenschaufeln untersucht. Das Vorhaben wird durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) gefördert und in enger Zusammenarbeit mit den Unternehmen des projektbegleitenden Arbeitskreises durchgeführt.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Klaus-Dieter Schlesier (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: FVV
• Gekoppelte Rotor-Schaufel-Schwingungen

  Im Rahmen des Projekts "Gekoppelte Rotor-Schaufel-Schwingung" wird ein kombiniertes Modell aus Rotor und Schaufelkranz entwickelt, welches in der Lage ist, die aus der Interaktionen beider Komponenten resultierenden Effekte abzubilden. Das Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts "ECOFLEX-turbo - SchauTex" (gefördert durch AG Turbo).

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Klaus-Dieter Schlesier (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: AG Turbo
• Entwicklung nichtlinearer Rotordynamik-Gehäusemodelle

  Der Fokus bei der Modellierung rotierender Maschinen liegt bisher auf den Komponenten Rotor und Lagerung. Für ein rotordynamisches Gesamtmodell bildet nun die Berücksichtigung der Gehäusedynamik den nächsten Schritt. In dem Projekt "Rotordynamik-Gehäusemodelle und Model-Update" (gefördert durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V., FVV) soll in Zusammenarbeit mit dem Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (TFD) ein nichtlineares Gehäusemodell aufgebaut und validiert werden.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Martin Paehr (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019

  Förderung: FVV
• Rotations- und Standversuche

  Eine besondere Kompetenz des IDS liegt in der Entwicklung innovativer Dämpfungskonzepte und deren experimentelle Validierung. Für Untersuchungen des Dämpfungseinflusses von Turbinenschaufeln wurden am IDS Rotationsprüfstände sowie Standversuche entwickelt. An den Rotationsprüfstanden können Schaufelschwingungen unter dem Einfluss von Fliehkrafteffekten untersucht werden. Der Einsatz von Standversuchen ermöglicht bereits mit einem reduzierten Versuchsaufwand die Identifizierung charakteristischer Dämpfungseigenschaften.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. T. Hoffmann, M. Sc. F. Jäger, M. Sc. K. Schlesier, M. Sc. L. Schwerdt (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019
• Schwingungsanregung von Turbinenschaufeln und -läufern

  Um qualitativ hochwertige und belastbare Schwingungsmessungen durchführen zu können, ist die Erzeugung einer wohl definierten und auf die Fragestellung angepassten Anregungskraft unerlässlich. Der Entwicklung von Erregungsmechanismen, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipen beruhen, kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Diese werden zur stationären und dynamischen Anregung von Turbinenschaufeln unterschiedlicher Größen erfolgreich verwendet und projektübergreifend weiterentwickelt.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. T. Hoffmann, M. Sc. F. Jäger, M. Sc. K. Schlesier (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019
• Schwingungsmessung

  Zur Beurteilung des Schwingungszustands von Turbinenschaufeln und -scheiben kommen modernste Messverfahren zur Anwendung. Zur genauen und korrekten Messung des dynamischen Verhaltens der Struktur ist neben der fachgerechten Bedienung der Messgeräte ebenfalls die Nachbearbeitung der Rohsignale von wichtiger Bedeutung. Besondere Herausforderungen ergeben sich häufig aus der Rotation der zu messenden Objekte und den herrschenden Umweltbedingungen im Messaufbau.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. T. Hoffmann, M. Sc. L. Schwerdt, M. Sc. K. Schlesier (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2019
• Charakterisierung der Reibdämpfung bei Turbinenschaufeln

  Im Rahmen der Projekte "Frequenz- und Dämpfungsvorhersage für freistehende Turbinenschaufeln mit Unterplattform-Dämpfer" und "Vorhersage und Validierung der nichtlinearen Reibdämpfung bei Schaufelschwingungen" (gefördert durch die AG Turbo) wird das dynamische Verhalten von durch Unterplattformdämpfer und Deckband gekoppelten Turbinenschaufeln untersucht. Ein besonderer Fokus liegt auf neuartigen Methoden zur Berechnung der Reibkraft im Modell und Parametrierung der Reibgesetze.

  Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-Scheidt

  Team: M. Sc. Thomas Hoffmann (Dynamik rotierender Maschinen)

  Jahr: 2018

  Förderung: AG Turbo