Simulation der Mistuningeffekte von Hochdruckverdichter-Schaufelscheiben zur Bestimmung kritischer Schwingungen

Arnold Kühhorn, Bernd Beirow, Thomas Klauke, Mark Golze

Lehrstuhl für Strukturmechanik und Fahrzeugschwingungen

Um die Kalibriermethoden für Hochdruckverdichterstufen in Integralbauweise (Blisk) verbessern zu können, wird von den Ingenieuren ein detaillierteres Verständnis der strukturdynamischen Zusammenhänge dieses komplexen Bauteils verlangt.

Mit Hilfe numerischer und experimenteller Schwingungsanalysen konnte nachgewiesen werden, dass sich fertigungsbedingte Verstimmungen (Mistuning) von Hochdruckverdichterschaufelscheiben ungünstig auf deren Lebensdauer auswirken, so dass eine Berücksichtigung entsprechender Effekte bei den im Flugbetrieb auftretenden Schwingungsanregungen notwendig ist.

Am Beispiel einer Teststufe des Hochdruckverdichters des Rolls-Royce-E3E1-Triebwerkes wurden hierzu experimentell ermittelte Mistuning-Verteilungen und numerische Methoden kombiniert, um sicherzustellen, dass auch bei einer begrenzten Anzahl der im Testbetrieb zu überwachender Schaufeln stets für alle relevanten Anregungsformen die maximalen Schaufelschwingungsamplituden ermittelt werden können.

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