Finite-Elemente-Simulationen in der Rotordynamik

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Berücksichtigung des Stators

Für eine rotordynamische Analyse des Gesamtsystems ist oft neben dem reinen Rotor auch das dynamische Verhalten des Stators von Bedeutung. Um den Stator angemessen zu berücksichtigen ohne das Finite-Elemente-Modell unnötig zu vergrößern, kommt hier die Substrukturtechnik zum Einsatz.

Mit Hilfe der Craig-Bampton Methode (Component Mode Synthesis Substructuring) kann auch ein komplexes Statormodell auf einige wenige Freiheitsgrade reduziert werden ohne Abstriche an der Genauigkeit der Berechnung in Kauf nehmen zu müssen.

Berücksichtigung der Lagerung

Die Verbindung zwischen Rotor und Stator erfolgt durch Lagerelemente, die eine gewisse Nachgiebigkeit sowie Dämpfungseigenschaften aufweisen. Die Eigenschaften dieser Lagerelemente sind in der Regel abhängig von der Drehzahl des Rotors und haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Stabilität der Eigenfrequenzen des Rotors.

Für die Abbildung dieser Eigenschaften steht in ANSYS ein spezielles Lagerelement zur Verfügung: Das Element COMBI214. Die Lagerkennlinien können mittels einer externen Software über eine Schnittstelle direkt nach ANSYS eingelesen werden. Die Schnittstelle befindet sich zurzeit in der Entwicklung. (Mehr Infos nach dem Umblättern)

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