utveckling av modeller för dynamiska svarsfunktioner i turbinrotorer

INNEHÅLL
1 – NOMENKLATUR .................................................................................................. 1
2 – INLEDNING .......................................................................................................... 3
2.1 Bakgrund ........................................................................................................... 3
2.2 Arbetets syfte..................................................................................................... 4
2.3 Arbetets mål ...................................................................................................... 5
2.4 Avgränsningar ................................................................................................... 6
2.5 Metodik och rapportupplägg .............................................................................. 6
3 – TURBINROTORDYNAMIK ................................................................................. 11
3.1 Svängningsmoder i blad och skiva .................................................................. 11
3.2 Rotorexcitation................................................................................................. 13
3.3 Dynamiska effekter på grund av rotation ......................................................... 15
3.4 Mistuning ......................................................................................................... 15
4 – DÄMPNING ........................................................................................................ 17
4.1 Karakterisering av strukturdynamisk dämpning ............................................... 17
4.1.1 Viskös dämpning ....................................................................................... 18
4.1.2 Coulombdämpning..................................................................................... 19
4.1.3 Materialdämpning ...................................................................................... 20
4.1.4 Aerodynamisk dämpning ........................................................................... 24
4.2 Ytterligare dämpningsmått och dämpningsbeskrivningar ................................ 24
4.2.1 Kvalitetsfaktor ............................................................................................ 24
4.2.2 Modal töjningsenergi.................................................................................. 25
4.2.3 Specifik dämpningskapacitet ..................................................................... 26
4.2.4 Logaritmiskt dekrement ............................................................................. 26
4.2.5 Half-Power Bandwidth ............................................................................... 27
4.2.6 Proportionell dämpning.............................................................................. 28
4.2.6.1 Rayleighdämpning ............................................................................... 30
4.2.6.2 Caugheydämpning............................................................................... 31
4.3 Dämpningsbeskrivning i Ansys........................................................................ 31
4.4 Dämpning i turbinrotorer.................................................................................. 32
4.5 Rotorpåverkan från aerodynamisk dämpning .................................................. 34
5 – VINCIBLISKEN................................................................................................... 35
5.1 Beskrivning av modalprovet............................................................................. 35
5.2 FE-analys av Vinciblisken................................................................................ 36
5.2.1 Val av riggningsalternativ........................................................................... 36
5.2.2 Solidmodellering ........................................................................................ 37
5.2.3 FE-modellering .......................................................................................... 41
5.2.4 Beräkningsmetod....................................................................................... 43
5.3 Odämpad modalanalys.................................................................................... 46
5.3.1 Allmänna iakttagelser ................................................................................ 46
5.3.2 Geometri med infästningarna i form av låsta frihetsgrader ........................ 47
5.3.3 Geometri med modellerad fixturplatta........................................................ 47
5.3.4 Geometri med modellerad probbult ........................................................... 47
5.3.5 Geometri med fixturerna i form av tunna materiallager.............................. 47
v