Bewegungsformen elastischer Rotoren bei Statorkontakt:
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2008
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 11, Schwingungstechnik, Lärmbekämpfung ; 335 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XIV, 203 S. graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783183335114 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Liste der Formelsymbole X
Kurzfassung XIV
1 Einleitung 1
1.1 Motivation und praktische Relevanz 3
1.2 Stand der Forschung 4
1.2.1 Drehsynchrone Bewegung 4
1.2.2 Forward Whirl 5
1.2.3 BackwardWhirl 5
1.2.4 Subharmonische Bewegung 6
1.2.5 Seitenbänder 7
1.2.6 Superharmonische Bewegung 7
1.2.7 Chaos 7
1.2.8 Unberücksichtigte Eigenschaften 8
1.3 Inhalt und Gliederung der Arbeit 8
2 Modellbildung und Versuchsaufbau 10
2.1 Modelle für Rotor, Stator und Kontakt 11
2.1.1 Rotormodell 11
2.1.2 Statormodelle 11
2.1.3 Kontaktbeschreibung 12
2.2 Rotor-Stator-System ohne Statormasse und-dämpfung 15
2.2.1 Vereinfachte Bewegungsgleichung 15
2.2.2 Nichtlinearität der vereinfachten Bewegungsgleichung 16
2.3 Rotor-Stator-System mit Statormasse und-dämpfung 18
2.4 Numerische Simulation 1°
2.4.1 Bewegungsgleichungen
2.4.2 Umsetzung der Modelle in Matlab/Simulink 21
2.5 Versuchsstand 22
2.5.1 Aufbau und Bestandteile 22
2.5.2 Eigenschaften des Versuchsaufbaus 2
2.5.3 Meßtechnik 26
2.5.4 Digitale Aufbereitung der Meßdaten 27
3 Übersicht über die Bewegungsformen
3.1 Unterscheidungsmerkmale von Rotor-Stator-Systemen
3.2 Unterscheidungsmerkmale der Bewegungsformen
3.3 Bifurkationsdiagramm
4 Unwuchterzwungene drehsynchrone Bewegung
4.1 Charakteristisches Verhalten
4.2 Analytische Lösung 4
4.3 Elastizität der Kontaktfläche 43
44
4.4 Formen der Amplituden-und Phasenkurven
45
4.4.1 Sehr leichter Stator
46
4.4.2 Leichter Stator
4.4.3 Schwerer Stator
49
4.4.4 Lösungsinseln
4.5 Stabilität der drehsynchronen Bewegung
4.6 Parameterstudien zur Stabilität der drehsynchronen Bewegung
4.6.1 Klassifizierung . .
63
4.6.2 Einfluß des Reibkoefnzienten in der Kontaktfläche
65
4.6.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung
68
4.6.4 Einfluß der Statormasse
4.6.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 70
4.6.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 71
4.6.7 Einfluß der Spaltweite 73
4.7 Vergleich mit der Literatur 75
4.8 Zusammenfassung 77
5 Forward Whirl 79
5.1 Analytische Näherungslösung für den Forward Whirl 82
5.2 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten beim Forward Whirl 84
5.2.1 Einfluß der Drehzahl 85
5.2.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 87
5.2.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung 88
5.2.4 Einfluß der Statormasse 90
5.2.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 92
5.2.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 93
5.2.7 Einfluß der Spaltweite 94
5.2.8 Einfluß des Statorversatzes 96
5.3 Anwendbarkeit der Näherungslösung 97
5.4 Vergleich mit der Literatur 98
5.5 Zusammenfassung 98
6 Backward Whirl 100
6.1 Analytische Näherungslösung für den Backward Whirl 105
6.2 Halbanalytische Lösung der Gleichungen mit Statormasse und Dämpfung .... 109
6.3 Elastizität der Kontaktfläche 114
6.4 Relativgeschwindigkeit im Kontaktpunkt 116
6.5 Stabilität des Backward Whirls 117
6.6 Validierung der Näherungslösungen 121
6.7 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten beim Backward Whirl 125
6.7.1 Einfluß der Drehzahl 126
6.7.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 126
6.7.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfiing 12
6.7.4 Einfluß der Statormasse 130
6.7.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 131
6.7.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 133
6.7.7 Einfluß der Spaltweite 134
6.7.8 Einfluß des Statorversatzes 135
6.8 Vergleich mit der Literatur 136
6.9 Zusammenfassung
7 Subharmonische Schwingungen
7.1 Ordnung der subharmonischen Bewegung
7.2 Kontaktkraft bei subharmonischer Bewegung
t Ai
7.3 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten
7.3.1 Einfluß der Drehzahl 149
7.3.2 Einfluß des ReibkoefHzienten in der Kontaktfläche 150
7.3.3 Einfluß der Rotor- und Statordämpfung 15
7.3.4 Einfluß der Statormasse 15
7.3.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 15
154
7.3.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz
7.3.7 Einfluß der Spaltweite 1
7.3.8 Einfluß des Statorversatzes
7.4 Vergleich mit der Literatur
158
7.5 Zusammenfassung
160
8 Bewegung mit Seitenbändern um die Drehfrequenz
8.1 Parameterstudien zu den Seitenbändern
164
8.1.1 Einfluß der Drehzahl
8.1.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche
8.1.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung
168
8.1.4 Einfluß der Statormasse
170
8.1.5 Einfluß der Statorsteifigkeit
8.1.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 171
8.1.7 Einfluß der Spaltweite 172
8.1.8 Einfluß des Statorversatzes 173
8.2 Vergleich mit der Literatur 174
8.3 Zusammenfassung 174
9 Superharmonische Schwingungen 176
9.1 Superharmonische Schwingimg bei Rotor-Stator-Versatz 176
9.2 Superharmonische Schwingung auf Lösungsinseln 177
9.3 Parameterstudien zu superharmonischen Schwingungen auf Lösungsinseln . ... 179
9.3.1 Einfluß der Drehzahl 179
9.3.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 180
9.3.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung 181
9.3.4 Einfluß der Statormasse 182
9.3.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 183
9.3.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 184
9.3.7 Einfluß der Spaltweite 185
9.3.8 Einfluß des Statorversatzes 186
9.4 Vergleich mit der Literatur 187
9.5 Zusammenfassung 187
10 Chaotische Bewegung 189
10.1 Merkmale der chaotischen Bewegung 190
10.1.1 Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen 191
10.1.2 Verzweigungsverhalten 192
10.2 Zusammenfassung 193
11 Zusammenfassung und Ausblick 194
Literaturverzeichnis 198
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Liste der Formelsymbole X
Kurzfassung XIV
1 Einleitung 1
1.1 Motivation und praktische Relevanz 3
1.2 Stand der Forschung 4
1.2.1 Drehsynchrone Bewegung 4
1.2.2 Forward Whirl 5
1.2.3 BackwardWhirl 5
1.2.4 Subharmonische Bewegung 6
1.2.5 Seitenbänder 7
1.2.6 Superharmonische Bewegung 7
1.2.7 Chaos 7
1.2.8 Unberücksichtigte Eigenschaften 8
1.3 Inhalt und Gliederung der Arbeit 8
2 Modellbildung und Versuchsaufbau 10
2.1 Modelle für Rotor, Stator und Kontakt 11
2.1.1 Rotormodell 11
2.1.2 Statormodelle 11
2.1.3 Kontaktbeschreibung 12
2.2 Rotor-Stator-System ohne Statormasse und-dämpfung 15
2.2.1 Vereinfachte Bewegungsgleichung 15
2.2.2 Nichtlinearität der vereinfachten Bewegungsgleichung 16
2.3 Rotor-Stator-System mit Statormasse und-dämpfung 18
2.4 Numerische Simulation 1°
2.4.1 Bewegungsgleichungen "
2.4.2 Umsetzung der Modelle in Matlab/Simulink 21
2.5 Versuchsstand 22
2.5.1 Aufbau und Bestandteile 22
2.5.2 Eigenschaften des Versuchsaufbaus 2
2.5.3 Meßtechnik 26
2.5.4 Digitale Aufbereitung der Meßdaten 27
3 Übersicht über die Bewegungsformen
3.1 Unterscheidungsmerkmale von Rotor-Stator-Systemen
3.2 Unterscheidungsmerkmale der Bewegungsformen
3.3 Bifurkationsdiagramm
4 Unwuchterzwungene drehsynchrone Bewegung
4.1 Charakteristisches Verhalten
4.2 Analytische Lösung 4
4.3 Elastizität der Kontaktfläche 43
44
4.4 Formen der Amplituden-und Phasenkurven
45
4.4.1 Sehr leichter Stator
46
4.4.2 Leichter Stator
4.4.3 Schwerer Stator
49
4.4.4 Lösungsinseln
4.5 Stabilität der drehsynchronen Bewegung
4.6 Parameterstudien zur Stabilität der drehsynchronen Bewegung
4.6.1 Klassifizierung . .
63
4.6.2 Einfluß des Reibkoefnzienten in der Kontaktfläche
65
4.6.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung
68
4.6.4 Einfluß der Statormasse
4.6.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 70
4.6.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 71
4.6.7 Einfluß der Spaltweite 73
4.7 Vergleich mit der Literatur 75
4.8 Zusammenfassung 77
5 Forward Whirl 79
5.1 Analytische Näherungslösung für den Forward Whirl 82
5.2 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten beim Forward Whirl 84
5.2.1 Einfluß der Drehzahl 85
5.2.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 87
5.2.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung 88
5.2.4 Einfluß der Statormasse 90
5.2.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 92
5.2.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 93
5.2.7 Einfluß der Spaltweite 94
5.2.8 Einfluß des Statorversatzes 96
5.3 Anwendbarkeit der Näherungslösung 97
5.4 Vergleich mit der Literatur 98
5.5 Zusammenfassung 98
6 Backward Whirl 100
6.1 Analytische Näherungslösung für den Backward Whirl 105
6.2 Halbanalytische Lösung der Gleichungen mit Statormasse und Dämpfung . 109
6.3 Elastizität der Kontaktfläche 114
6.4 Relativgeschwindigkeit im Kontaktpunkt 116
6.5 Stabilität des Backward Whirls 117
6.6 Validierung der Näherungslösungen 121
6.7 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten beim Backward Whirl 125
6.7.1 Einfluß der Drehzahl 126
6.7.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 126
6.7.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfiing 12
6.7.4 Einfluß der Statormasse 130
6.7.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 131
6.7.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 133
6.7.7 Einfluß der Spaltweite 134
6.7.8 Einfluß des Statorversatzes 135
6.8 Vergleich mit der Literatur 136
6.9 Zusammenfassung
7 Subharmonische Schwingungen
7.1 Ordnung der subharmonischen Bewegung
7.2 Kontaktkraft bei subharmonischer Bewegung
t Ai
7.3 Parameterstudien zum Bewegungsverhalten
7.3.1 Einfluß der Drehzahl 149
7.3.2 Einfluß des ReibkoefHzienten in der Kontaktfläche 150
7.3.3 Einfluß der Rotor- und Statordämpfung 15
7.3.4 Einfluß der Statormasse 15
7.3.5 Einfluß der Statorsteifigkeit 15
154
7.3.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz
7.3.7 Einfluß der Spaltweite 1
7.3.8 Einfluß des Statorversatzes '
7.4 Vergleich mit der Literatur
158
7.5 Zusammenfassung
160
8 Bewegung mit Seitenbändern um die Drehfrequenz
8.1 Parameterstudien zu den Seitenbändern
164
8.1.1 Einfluß der Drehzahl
8.1.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche
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168
8.1.4 Einfluß der Statormasse
170
8.1.5 Einfluß der Statorsteifigkeit
8.1.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 171
8.1.7 Einfluß der Spaltweite 172
8.1.8 Einfluß des Statorversatzes 173
8.2 Vergleich mit der Literatur 174
8.3 Zusammenfassung 174
9 Superharmonische Schwingungen 176
9.1 Superharmonische Schwingimg bei Rotor-Stator-Versatz 176
9.2 Superharmonische Schwingung auf Lösungsinseln 177
9.3 Parameterstudien zu superharmonischen Schwingungen auf Lösungsinseln . . 179
9.3.1 Einfluß der Drehzahl 179
9.3.2 Einfluß des Reibkoeffizienten in der Kontaktfläche 180
9.3.3 Einfluß der Rotor-und Statordämpfung 181
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9.3.6 Einfluß der Koppeleigenfrequenz 184
9.3.7 Einfluß der Spaltweite 185
9.3.8 Einfluß des Statorversatzes 186
9.4 Vergleich mit der Literatur 187
9.5 Zusammenfassung 187
10 Chaotische Bewegung 189
10.1 Merkmale der chaotischen Bewegung 190
10.1.1 Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen 191
10.1.2 Verzweigungsverhalten 192
10.2 Zusammenfassung 193
11 Zusammenfassung und Ausblick 194
Literaturverzeichnis 198 |
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