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Rotordynamik - Dynamische Simulation rotierender Strukturen

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​Die Rotordynamik befasst sich mit der Analyse des dynamischen Verhaltens rotierender Strukturen. Rotoren von Elektromotoren, Generatoren, Turbinenläufern, Windenergieanlagen, Zentrifugen oder Festplatten entwickeln durch ihre rotierenden Massen im Zusammenspiel mit der entsprechenden Lagerung ein charakteristisches dynamisches Verhalten. Ziel einer rotordynamischen FE-Simulation ist es, den stabilen Betrieb eines Rotors im stationären Zustand aber auch während eines Hochlaufs sicherzustellen. In diesem Seminar werden die in ANSYS Mechanical zu diesem Zweck zur Verfügung stehenden Modellbildungsoptionen (1D, 2.5D, 3D) vorgestellt. In den praktischen Übungen wird insbesondere auf die Kreiselwirkung von Rotoren und die typischen Anregungsmechanismen eingegangen. Spezielle Ergebnisdarstellungen wie etwa das Campbell-Diagramm oder die kritischen Drehzahlen werden ebenfalls behandelt. Ein Seminarabschnitt ist den diversen FE-Möglichkeiten zur Lagermodellbildung bis hin zum CMS-Modell, z. B. als Ersatz für eine mitschwingende Stützkonstruktion, gewidmet.

ZIELGRUPPE

​Dieses Seminar richtet sich an alle Ingenieure, die mit der Konstruktion und Berechnung rotierender Strukturen befasst sind zur Prognose des dynamischen Verhaltens eines Entwurfes oder zur Analyse von existierenden Problemfällen die Methode der finiten Elemente einsetzen möchten.

IHR NUTZEN

​Sie gewinnen schnell einen Überblick über die Möglichkeiten der Berechnung rotierender Strukturen mittels FEM.  Anhand von einfachen praxisorientierten Beispielen lernen Sie zielorientiert die verwendeten Software Produkte richtig einzusetzen und schaffen sich damit eine fundierte Basis für die Bearbeitung eigener Projekte.

Agenda

Tag 1

M1: Alles dreht sich

  • ​Beschreibung rotierender Maschinen
  • Spezifische Definitionen und Nomenklaturen der Rotordynamik
  • Die verschiedenen Referenzsysteme und was sie bedeuten
  • Demonstration: Campbelldiagramm einer rotierenden Scheibe

M2: Dynamik starrer und verformbarer rotierender Strukturen

  • ​Wuchten von Starrkörpern
  • Erweiterung auf flexible Körper
  • Einflüsse der Drehzahl auf die Steifigkeit flexibler Strukturen
  • Das gyroskopische Moment
  • Übung: Dynamisches Auswuchten eines CAD Modells in 2 Ebenen

M3: Der erfolgreiche Weg zum Campbell Diagramm

  • ​Einfluß der Drehzahl auf die Eigenfrequenzen rotierender Strukturen
  • Erstellung des Campbelldiagramms
  • Stabilitätsplots
  • Übung: Erstellung des Campbelldiagrammes für einen Lavalrotor

M4: Einfluß der Unwucht auf den Hochlauf - harmonische Berechnungen

  • Modellierung der Unwucht in rotierenden Systemen
  • Bestimmung der stationären Unwuchtantwort beim Hochlauf
  • Identifikation kritischer Drehzahlen im Hochlaufdiagramm
  • Übung: Bestimmung der Unwuchtantwort eines Kreiselmodells

Tag 2

M5: Zeitabhängige Effekte - transiente Berechnungen

  • ​Instationärer Hochlauf von Rotoren
  • Passage kritischer Drehzahlen
  • Orbitplots für den transienten Hochlauf
  • Übung: Rotorhochlauf eines Jeffcott Rotors

M6: Abbildung der Lagerung von Rotoren

  • ​Methoden zur Abbildung von Gleitlagern und Wälzlagern
  • Gelagerter Rotor in starrem Stator
  • Erweiterung auf flexiblen Stator
  • Bestimmung der Lagereigenschaften von Gleitlagern mit Tribo-X inside ANSYS
  • Übung: Rotorhochlauf in orthotropen Gleitlagern
  • Übung: Bestimmung von Gleitlagereigenschaften mit Tribo-X inside ANSYS

M7: Methoden zur Beschleunigung der Berechnung

  • ​Modellreduktion auf das Wesentliche
  • spezielle 2.5D Elemente zur Reduktion des Rotors
  • Reduktion durch die Component Mode Synthesis Methode
  • Übung: Campbelldiagramm für einen 2.5D Jeffcott Rotor

M8: Zyklische Symmetry - Sektormodelle

  • ​Theorie - Die Methode des doppelten Sektors
  • Harmonischer Index und Knotendurchmesser
  • Übung: Modalanalyse und harmonische Analyse an einem Sektormodell

TEILNEHMERHINWEIS

​Jeder Teilnehmer dieses Seminars erhält auf Anfrage für 3 Monate eine Trainingslizenz zum Produkt Tribo-X inside ANSYS

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN