Gestaltungsrichtlinien zur Reduzierung von Schaufelschwingungsanregungen infolge instationärer Schaufeldruckverteilungen

Die vorliegende Arbeit umfaBt die theoretische und experimen telle Untersuchung der Laufrad-Leitrad-Wechselwirkungen in axialen Turbomaschinen. Der Schwerpunkt liegt in der Ermitt lung der Beanspruchung schwingender Schaufeln. Dabei wird neb en der Berechnung der Eigenschwingungsformen .it Hilfe einer Finite-Element-Methode das Hauptgewicht auf die Berech nung der Erregerkr~fte gelegt. Die instationAren Str6mungs anteile. hervorgerufen durch die gegenseitige Einflu~nahme zwischen den Schaufelreihen stromauf und stromab infolge end licher und unterschiedlicher Schaufelzahlen in den relativ bewegten Schaufelreihen einerseits und den Auswirkungen der Reibung in Form von Nachlaufdellen oder von den PDOfilen ab schwimmender Wirbel andererseits. wurden theoretisch berechnet und mit experiment ellen Werten verglichen. W~hrend die Messung im Mittelschnitt der Stu fen alle EinflUsse der instation~ren Str6mung integral erfa~te. konzentrierte sich die theoretische Behandlung des Problems auf die zur Zeit allein m6gliche Berechnung der Wechselwirkungen, aufgeschlUs selt nach den jeweiligen Ursachen. Dabei wurde der Einflu~ einiger Hauptparameter herausgearbeitet. FUr die Berechnung der erregten Schaufelschwingungen einer verwundenen und verjUngten Schaufel wurde ein Verfahren ver wendet. welches das Zusammenwirken von realer Schwingungsform und dreidimensionaler Belastung berUcksichtigt. Dabei stellt die Bestimmung der verschiedenen D~mpfungseinflUsse. insbeson dere der Fluidkraftd~mpfung ein noch unge16ates Problem dar. Auch die genaue Vorhersage der zeit lichen und 6rtlichen Fluk tuation der erregenden aerodynamischen KrAfte ist beim heuti gen Stand der Str6mungsforschung nur nAherungsweise m6glich.