Dynamik rotierender Maschinen
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Robustes Dämpferdesign für multiharmonische Anregungen bei flexiblem BetriebIn diesem durch die AG Turbo geförderten Projekt wird die Robustheit von Unterplattformdämpfern bei Turbinenschaufeln hinsichtlich eines zunehmend breitbandigeren Frequenzspektrums der Schaufelanregung durch z.B. Teillastbeaufschlagung untersucht. Mit Hilfe der Erweiterung einer bestehenden Simulationsumgebung hinsichtlich multiharmonischer Anregungen und dessen Validierung mittels eines realitätsnahen Experiments unter Rotation sollen Designregeln für optimale und insbesondere robuste Reibdämpfer aufgestellt werden.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2024Förderung: AG TurboLaufzeit: 01.10.2023-28.02.2027
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Vorhersage und Validierung der nichtlinearen Reibdämpfung bei SchaufelschwingungenIn diesem durch die AG Turbo geförderten Projekt wird die Schwingungsantwort von Turbinenschaufeln untersucht, die sowohl durch Reibelemente als auch Deckbänder gekoppelt sind. Mit Hilfe der Neuentwicklung eines Reibhysterese-Prüfstands und einer elektromagnetischen Anregung soll eine bestehende Simulationsumgebung für die Prognose der Schwingungsamplituden bei einer simultanen nichtlinearen Kopplung über die verschiedenen Kontaktmechanismen validiert werden.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2023Förderung: AG TurboLaufzeit: 01.03.2019-31.12.2023
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Nichtlineare Aeroelastik und transiente MultiresonanzenIm Rahmen verschiedener Teilprojekte wurde im Sonderforschungsbereich 871 „Regeneration von komplexen Investitionsgütern“ das Berechnungstool RAMBO entwickelt, welches die Berechnung der Schwingungen von linearen, verstimmten Turbinenschaufelkränzen ermöglicht und dabei auch aerodynamische Dämpfung berücksichtigt. In diesem Transferprojekt soll die Anwendung des Tools auf eine reale Struktur erprobt und mit Simulationswerkzeugen zur Berechnung nichtlinear gekoppelter Beschaufelungen verglichen werden.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2023Förderung: DFGLaufzeit: 01.01.2023-31.12.2026
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Modellbasierte VibrationsanalyseDie regelmäßige Inspektion und Instandsetzung von Flugtriebwerken ist ein elementarer Bestandteil, um einen sicheren Flugbetrieb zu gewährleisten. Treten im Rahmen der Wartung Schwingungsprobleme an einem Triebwerk auf, müssen die Ursachen zur gezielten Fehlerbehebung schnell und verlässlich identifiziert werden. Zu diesem Zweck wird am IDS eine Simulationsumgebung entwickelt, die bei der Diagnostik unterstützend eingesetzt werden soll.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2023Laufzeit: 01.07.2023-31.12.2025
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Schaufelschwingung unter Berücksichtigung variabler Erregungen und geometrischer VerstimmungIn dem Projekt wird die numerische Prognose der Schaufelschwingung mit verschiedenen Verstimmungseffekten und Nichtlinearitäten untersucht. Neben der Frequenzverstimmung in einem Schaufelkranz werden zusätzlich eine variable Erregung und verstimmte Schaufelgeometrien berücksichtigt. Werden die abgebildeten Verstimmungsphänomene mit anderen Effekten wie Drehzahlvariabilität und nichtlinearen Kopplungen kombiniert, lassen sich diese Effekte zum einen separat und zum anderen in ihren Wechselwirkungen analysieren.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2023Förderung: BMWK/AiFLaufzeit: 01.08.2021-31.03.2023
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Experimentelle und numerische Untersuchung des Schwingungsverhaltens gekoppelter SchaufelverbändeIn dem über die AG Turbo geförderten Projekt wird die Reibungsdämpfung von Turbinenschaufeln mit Deckbandkopplung für eine variable Betriebsweise untersucht. Hierzu wird die Beschaufelung bei verschiedenen Drehzahlen und verschiedenen Erregerkraftniveaus zu Schwingungen angeregt. Über eine Variation des Übermaßes der Deckbänder werden Kontakteigenschaften variiert und deren Einfluss auf die Dämpfung für mehrere Betriebspunkte experimentell und numerisch untersucht.Leitung: Lars Panning-von ScheidtTeam:Jahr: 2022Förderung: AG TurboLaufzeit: 01.09.2022-28.02.2026
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Flexibilitätsoptimierung von DampfturbinenschaufelnDie Projekte "Analyse des Schwingungsverhaltens unterschiedlich gekoppelter drehzahlvariabler Turbinenschaufeln" und "Schwingungsanalyse von Dampfturbinenschaufeln" wurden und werden durch die AG Turbo gefördert. Ziel ist es, den Einfluss der Drehzahlvariabilität bei Schaufelkränzen mit Deckbandkopplung zu untersuchen und mit den gewonnen Erkenntnissen den Auslegungsprozess von konstruktiven Dämpfungsparametern zu optimieren. Zu diesem Zweck werden sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen durchgeführt.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2020Förderung: AG TurboLaufzeit: 01/2020 - 12/2023
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Regenerationsbedingtes MistuningDas Ziel des Teilprojektes C6 im Sonderforschungsbereich "Regeneration komplexer Investitionsgüter" ist die Beurteilung des Einflusses der durch den Regenerationsprozess veränderten mechanischen Eigenschaften einzelner Bauteile auf die Dynamik komplexer Gesamtsysteme. Hierbei wird die Aeroelastik von mehrstufigen Axialverdichtern gemeinsam mit dem Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik erforscht, indem reduzierte Strukturmodelle entwickelt werden, um regenerationsbedingte Varianzen der Schaufelgeometrien abzubilden zu können.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: SFB 871
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Fortschrittliche dynamische Analysen mit Kontakt/ Modellierung Verschleiß bei dynmamischer BelastungIm Rahmen der Projekte "Fortschrittliche dynamische Analysen mit Kontakt" (gefördert durch das Luftfahrtforschungsprogramm LuFo V) und "Modellierung Verschleiß bei dynamischer Belastung" (gefördert durch AG Turbo) wird das nichtlineare periodische Schwingungsverhalten zyklisch-symmetrischer Schaufelkränze untersucht. Der Fokus liegt auf der Drehzahlvariabilität, den nichtlinearen Kontaktkräften und den Verschleißeffekten.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: LuFo V/ AG Turbo
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Multiresonanzen und MultigrenzzykelIm Rahmen des Projekts "Multiresonanzen und Multigrenzzykel" (Industrieförderung) werden die Folgen zweier nahezu gleichzeitig in Resonanz befindlicher Moden untersucht. Die Multiresonanzen decken die fremderregten Fälle ab, bei denen eine multiharmonische Anregung vorliegt. Bei den selbsterregten Schwingungen können Multigrenzzykel bzw. quasiperiodische Lösungen als Grenztorus im Phasenraum entstehen.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: Industrie
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Verstimmte Beschaufelungen mit aerodynamischer KopplungIm Rahmen des Forschungsvorhabens "Mistuning mit Aero-Kopplung" wird die Dynamik verstimmter Schaufelkränze unter Berücksichtigung aerodynamischer Kopplungseffekte und nichtlinearer Reibkontakte numerisch und experimentell untersucht. Das Ziel des gemeinschaftlich durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Forschungsvereinigung für Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) geförderten Projektes ist die Entwicklung und Validierung effizienter Simulationsmethoden für die zuverlässige Prognose von Schaufelschwingungen.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtJahr: 2019Förderung: DFG/ FVV
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Schwingungsverhalten von Schaufeln infolge zufälliger AnregungIm Rahmen des Arbeitspakets "Schwingungsverhalten von Schaufeln infolge einer Anregung mit einem kontinuierlichen und bandbegrenzten Spektrum" als Teil des Verbundprojekts "ECOFLEX-turbo - SchauTex"(gefördert durch AG Turbo) wird das Schwingungsverhalten zyklisch symmetrischer Schaufelkränze mit nichtlinearen Kopplungen unter stochastischer Anregung untersucht. Dabei werden sowohl breitbandige bis weiße, als auch schmalbandige Anregungsspektren in Betracht gezogenLeitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: AG Turbo
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Transiente SchaufeldynamikIm Rahmen des Projekts "Transiente Schaufeldynamik" wird der Einfluss transienter Vorgänge auf das Schwingungsverhalten von Turbinenschaufeln untersucht. Das Vorhaben wird durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) gefördert und in enger Zusammenarbeit mit den Unternehmen des projektbegleitenden Arbeitskreises durchgeführt.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: FVV
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Gekoppelte Rotor-Schaufel-SchwingungenIm Rahmen des Projekts "Gekoppelte Rotor-Schaufel-Schwingung" wird ein kombiniertes Modell aus Rotor und Schaufelkranz entwickelt, welches in der Lage ist, die aus der Interaktionen beider Komponenten resultierenden Effekte abzubilden. Das Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts "ECOFLEX-turbo - SchauTex" (gefördert durch AG Turbo).Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: AG Turbo
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Entwicklung nichtlinearer Rotordynamik-GehäusemodelleDer Fokus bei der Modellierung rotierender Maschinen liegt bisher auf den Komponenten Rotor und Lagerung. Für ein rotordynamisches Gesamtmodell bildet nun die Berücksichtigung der Gehäusedynamik den nächsten Schritt. In dem Projekt "Rotordynamik-Gehäusemodelle und Model-Update" (gefördert durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V., FVV) soll in Zusammenarbeit mit dem Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (TFD) ein nichtlineares Gehäusemodell aufgebaut und validiert werden.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtTeam:Jahr: 2019Förderung: FVV
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Rotations- und StandversucheEine besondere Kompetenz des IDS liegt in der Entwicklung innovativer Dämpfungskonzepte und deren experimentelle Validierung. Für Untersuchungen des Dämpfungseinflusses von Turbinenschaufeln wurden am IDS Rotationsprüfstände sowie Standversuche entwickelt. An den Rotationsprüfstanden können Schaufelschwingungen unter dem Einfluss von Fliehkrafteffekten untersucht werden. Der Einsatz von Standversuchen ermöglicht bereits mit einem reduzierten Versuchsaufwand die Identifizierung charakteristischer Dämpfungseigenschaften.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtJahr: 2019
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Schwingungsanregung von Turbinenschaufeln und -läufernUm qualitativ hochwertige und belastbare Schwingungsmessungen durchführen zu können, ist die Erzeugung einer wohl definierten und auf die Fragestellung angepassten Anregungskraft unerlässlich. Der Entwicklung von Erregungsmechanismen, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipen beruhen, kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Diese werden zur stationären und dynamischen Anregung von Turbinenschaufeln unterschiedlicher Größen erfolgreich verwendet und projektübergreifend weiterentwickelt.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtJahr: 2019
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SchwingungsmessungZur Beurteilung des Schwingungszustands von Turbinenschaufeln und -scheiben kommen modernste Messverfahren zur Anwendung. Zur genauen und korrekten Messung des dynamischen Verhaltens der Struktur ist neben der fachgerechten Bedienung der Messgeräte ebenfalls die Nachbearbeitung der Rohsignale von wichtiger Bedeutung. Besondere Herausforderungen ergeben sich häufig aus der Rotation der zu messenden Objekte und den herrschenden Umweltbedingungen im Messaufbau.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtJahr: 2019
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Charakterisierung der Reibdämpfung bei TurbinenschaufelnIm Rahmen der Projekte "Frequenz- und Dämpfungsvorhersage für freistehende Turbinenschaufeln mit Unterplattform-Dämpfer" und "Vorhersage und Validierung der nichtlinearen Reibdämpfung bei Schaufelschwingungen" (gefördert durch die AG Turbo) wird das dynamische Verhalten von durch Unterplattformdämpfer und Deckband gekoppelten Turbinenschaufeln untersucht. Ein besonderer Fokus liegt auf neuartigen Methoden zur Berechnung der Reibkraft im Modell und Parametrierung der Reibgesetze.Leitung: Dr.-Ing. Lars Panning-von-ScheidtJahr: 2018Förderung: AG Turbo
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