Stabilitätsverhalten eines elastisch gelagerten Rotors bei Berücksichtigung der Fluid-Festkörper-Wechselwirkung:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Stabilitätsverhalten eines elastisch gelagerten Rotors bei Berücksichtigung der Fluid-Festkörper-
Autor: Mehl, Volker
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Volker Mehl, Weingarten Stabilitätsverhalten eines elastisch gelagerten Rotors bei Berücksichtigung der Fluid-Festkörper-Wechselwirkung Reihe 11 : Schwingungstechnik Nr. 239
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Allgemeines zur Stabilitätstheorie................. 1 1.2 Aufgabenstellung.......................... 2 1.3 Literaturübersicht.......................... 3 2 Problemstellung 5 2.1 Mathematische Modellbeschreibung................ 6 2.2 Stationärer Grundzustand..................... 8 3 Stabilitätsuntersuchung 10 3.1 Störansatz..............................10 3.2 Separationsansatz.......................... 12 3.3 Verzweigung des Stabilitätsproblems ............... 13 4 Entstehung von Taylor—Wirbeln 16 4.1 Sonderfall enger Spalt .......................16 4.2 Lösungsverfahren bei beliebiger Spaltbreite............ 19 4.3 Stabilitätskarten für Taylor-Wirbel................21 4.3.1 Einfluss der Spaltbreite a .................21 4.3.2 Einfluss des Drehzahlverhältnisses ß ...........23 4.3.3 Einfluss der Kompressibilität................25 4.4 Taylor-Instabilität bei veränderter Modellbildung........27 5 Gekoppelte Fluid-Zylinder-Schwingungen 28 5.1 Sonderfall enger Spalt .......................28 5.2 Lösungsverfahren bei beliebiger Spaltbreite............31 5.2.1 Anwendung des Kollokationsverfahrens..........31 5.2.2 Anwendung der Vorwärtsintegration ...........35 5.3 Stabilitätskarten der Fluid-Zylinder-Schwingungen.......36 5.3.1 Einfluss der Spaltbreite a .................37 5.3.2 Einfluss der elastischen Bettung 7 .............38 5.3.3 Einfluss des Dichteverhältnisses S .............40 5.3.4 Einfluss der Kompressibilität................41 5.3.5 Einfluss des DrehzahlVerhältnisses ß ...........43 5.4 Bemerkungen zur oszillatorischen Instabilität...........45 V
5.4.1 Allgemeine Betrachtungen.................45 5.4.2 Einfluss der Parameter a, 7, 8 und M* auf ö {A*} .... 48 5.5 Effektive Stabilitätsgrenze des gesamten Systems ........48 5.6 Berechnung der Stabilitätsgrenze bei schwacher Wechselwirkung 50 5.6.1 Untersuchung der Zylinderschwingung unter Beeinflussung der Fluidströmung..................50 5.6.2 Stabilitätsverhalten der Fluidströmung bei beweglicher Berandung..........................53 6 Betrachtungen zur klassischen Gleitlagertheorie 55 6.1 Einführung .............................55 6.2 Beschreibung des Verfahrens....................56 6.3 Herleitung der Reynoldsschen Differentialgleichung.......57 6.4 Berechnung der Druckverteilung..................60 6.5 Berechnung der stationären Lage des Rotors bei radialer Belastung 62 6.6 Vorgehensweise bei der Stabilitätsuntersuchung.........66 6.6.1 Verfahren zur Berechnung instationärer Rotorschwingungen ............................66 6.6.2 Einfluss der Biegesteifigkeit des Rotors auf die Stabilitätsgrenze ........................69 6.7 Vergleich mit dem Verfahren zur Berechnung der gekoppelten Fluid-Zylinder-Schwingungen...................70 6.7.1 Modellbildung........................70 6.7.2 Anwendungsbereiche....................72 7 Zusammenfassung 73 VI
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