Nichtlineare Dynamik und Zustandsbeobachtung gleitgelagerter elastischer Rotoren mit angerissenem Wellenquerschnitt:
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Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 11]
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adam_text | Titel: Nichtlineare Dynamik und Zustandsbeobachtung gleitgelagerter elastischer Rotoren mit angerissenem We
Autor: Hiss, Florian
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl .-Ing. Florian Hiß, Düsseldorf Nichtlineare Dynamik und Zustandsbeobachtung gleitgelagerter elastischer Rotoren mit angerissenem Wellenqwerschnitt Reihe II : Schwingungstechnik Nr. 237
Inhaltsverzeichnis 1 Aufgabenstellung 1 2 Das mechanische Modell des elastischen gleitgelagerten Rotors mit Wellenquerriß 3 2.1 Lineare Kräfte................................. 4 2.2 Lagerkräfte.................................. 4 2.2.1 Reynolds-Differentialgleichung und Randbedingungen....... 4 2.2.2 Kurzlager............................... 9 2.2.3 Breitlager............................... 11 2.2.4 Segmentlager............................. 12 2.3 Rißkräfte.................... 18 2.3.1 Verallgemeinertes Scharniermodell.................. 18 2.3.2 Finites Rißmodell........................... 23 2.4 Typen der Bewegungsdifferentialgleichungen................ 26 2.5 Reduktion der Zahl der Freiheitsgrade ................... 27 2.6 Stand der Forschung............................. 29 2.6.1 Rotoren mit einfachen Nichtlinearitäten............... 29 2.6.2 Rotoren mit nichtlinearen Gleitlagern................ 30 2.6.3 Rotoren mit Riß ........................... 32 2.6.4 Rotoren mit Riß und Gleitlagern .................. 35 2.7 Zusammenfassung............................... 37 3 Numerische Methoden zur Untersuchung der nichtlinearen Dynamik 39 3.1 Stationäre Lösungen nichtlinearer Systeme................. 40 3.2 Autonome und zeitabhängige Darstellung.................. 41 3.3 Indirekte Methoden.............................. 42 3.4 Direkte Methoden............................... 42 3.4.1 Stationärer Punkt........................... 43 3.4.2 Periodische Bewegung ........................ 43 3.4.3 Bewegung auf einem Torus...................... 46 3.5 Stabilität ................................... 51 3.5.1 Stationärer Punkt........................... 51 3.5.2 Periodische Bewegung........................ 51 3.6 Bewegungsverhalten in Abhängigkeit von Parametern........... 57 3.7 Darstellung im Verzweigungsdiagramm................... 62 3.8 Praktische Erwägungen............................ 64 3.9
Zusammenfassung............................... 67 V
4 Ergebnisse für gleitgelagerte Rotoren 69 4.1 Starrer Rotor mit Kurzkreislager ...................... 69 4.2 Einfacher Rotor................................ 74 4.2.1 Einfacher Rotor mit Kurzkreislager, ohne Riß........... 75 4.2.2 Einfacher Rotor mit Kurzkreislager, mit Riß............ 85 4.2.3 Einfacher Rotor mit Mehrgleitflächenlager, ohne Riß .......120 4.2.4 Einfacher Rotor mit Mehrflächengleitlager, mit Riß........123 4.3 Turbinenläufer.................................127 4.4 Zusammenfassung und Vergleich.......................149 5 Modellgestützte Rißerkennung-Numerische Simulation 156 5.1 Einleitung...................................156 5.2 Bisherige Arbeiten und Einordnung.....................158 5.3 Zustandsbeobachtung.............................160 5.4 Approximation von Parametern und Störungen ..............167 5.5 Detektion des Rißortes............................169 5.6 Anwendung auf den Turbinenläufer.....................170 5.7 Zusammenfassung...............................185 6 Bewertung und Ausblick 186 Literaturverzeichnis 188 VI
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