utveckling av modeller för dynamiska svarsfunktioner i turbinrotorer

kontaktytorna. Denna effekt förloras då skivor och blad tillverkas i ett stycke. Dessutom har
geometriförändringar i till exempel bladens utformning ytterligare inverkan på
vibrationskarakteristiken.
För att kunna undersöka hur turbinskivorna reagerar under drift används finita
elementbaserade beräkningsmodeller där de dynamiska egenskaperna kan studeras. Dessa
resultat används för att kontrollera om skadlig resonans förekommer i systemet. Detta
möjliggör dimensionering mot till exempel utmattningsbrott.
De mätdata som registrerats under bliskproven har i vissa avseendet visat sig avvika från de
resultat som beräkningsmodellerna ger. En huvudkälla till dessa avvikelser tros ligga i
beräkningsmodellerna. Orsakerna kan vara till exempel formuleringen av laster, randvärden
och kanske framför allt av dämpningen. Man önskar förbättra beräkningsmodellen, dels för att
säkerställa konstruktionskriterier, bland annat i utmattningshänseende genom positionering i
Haighdiagram, och dels för att visa att konstruktionen uppfyller beställarens kravbild.
Examensarbetet ingår således som en del i VAC:s pågående utveckling av metoder för
konstruktion av turbinrotorer.
2.3 Arbetets mål
Huvudsyftet med detta arbete är att undersöka metoder för att närma beräkningsresultat till
testdata för bliskrotorer. För att utföra detta utnyttjas data från de ovan nämnda Vinci- och
Vulcainproven. Några av delmomenten tjänar också till att försöka förklara olika fenomen i
testdata. Detta är speciellt framträdande i arbetet med Vulcainblisken eftersom denna rapport
ingår som en del i VAC:s egen utvärdering av Vulcainprovet.
Inledningsvis studeras Vinciblisken. En beräkningsmodell skall tas fram som ger resultat
vilka ligger så nära testdata som möjligt. Samtidigt skall beräkningsmetoder ställas samman
och jämföras. Under arbetets gång skall svar sökas till ett antal frågor rörande
Vincitestresultaten. I prioritetsordning är dessa frågor de följande:
Vilken inverkan har strukturdynamisk dämpning på Vincibliskens
svängningsbeteende?
Vilken betydelse har dämpningen i överensstämmelsen mellan test- och
beräkningsresultat?
Varför hittades inte vissa svängningsmoder under provet?
Varför har den ena av de två testriggningarna fler lågfrekventa responser än den
andra?
Svaret till de två sista frågorna kommer framförallt att sökas genom att variera FE-modellerna
i fråga om till exempel geometri och randvillkor.
I nästa skede skall Vulcainblisken studeras på ett motsvarande sätt. Om så är möjligt skall
resultat och slutsatser från Vinciarbetet utnyttjas. Även i Vulcainfallet finns det några mera
specifika frågor att söka svaret till, förutom formulerandet av användbara beräkningsmodeller:
Hur kan de många delade resonanstopparna i frekvensspektrer från provet
förklaras?
Hur skall testresultaten översättas från de förhållanden som rådde under provet
till de förhållanden som råder under verklig drift?
Förutom de två huvuduppgifterna som beskrivits ovan (angående Vinci respektive Vulcain)
skall en litteraturstudie kring strukturdynamisk dämpning utföras. Dämpningsteori skall
kortfattat sammanställas och dämpningen i turbinrotorer skall karakteriseras.
5