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- Heike Bergmann
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1 Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten Stabilitätsverhaltens eines Rotors unter Berücksichtigung der dynamischen Eigenschaften von hydrodynamischen Gleitlagern C. Stelzer, CADFEM GmbH
![Motivation Hydrodynamic Bearing Roller Bearing Act. Magnetic Bearing spec. load capacity p [N/cm 2 ] <4000 <500 <60 friction losses low moderate very low durability theor.](/docs-images/95/126453005/images/2-1.jpg "unlimited (initial mixed friction!) limited, but well defined theor. unlimited (danger of crash!) cost high low very high 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz, 16.11.")
2 Motivation Hydrodynamic Bearing Roller Bearing Act. Magnetic Bearing spec. load capacity p [N/cm 2 ] <4000 <500 <60 friction losses low moderate very low durability theor. unlimited (initial mixed friction!) limited, but well defined theor. unlimited (danger of crash!) cost high low very high 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
3 Motivation Theoretische Vorbetrachtung zur Rotordynamik 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
4 Rotordynamische Berechnung mit ANSYS Hydrodynamische Gleitlager Anwendungsbeispiel Vereinfachtes Modell Zusätzliche Massen (A,B) an den Enden der Welle Drehzahlbereich: rpm Aufgabe: Bestimmung: Campbell-Diagramm Stabilitäts-Diagramm Einfluss der Lagerung 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
5 Modalanalyse 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
6 Campbell Diagramm (1) Annahme: Keine Nachgiebigkeit und Dämpfung in den Lagern (starre Lagerung) 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
7 Campbell Diagramm (2) Annahme: Steifigkeit und Dämpfung der Lager konstant über den Drehzahlbereich 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
8 Zwischenfazit Annahmen der vorangegangenen Analysen Keine Nachgiebigkeit und Dämpfung in den Lagern Steifigkeit und Dämpfung der Lager konstant über den Drehzahlbereich Hydrodynamische Gleitlager Verschiedene Typen von Gleitlagern Kreiszylindrische Radialgleitlager Mehrflächenradialgleitlager Kippsegmentradialgleitlager Dynamische Eigenschaften richten sich nach den Betriebslasten, Lagerdimension, Schmierstoff und Zuführung, etc. 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
9 Zwischenfazit Annahmen der vorangegangenen Analysen Keine Nachgiebigkeit und Dämpfung in den Lagern Steifigkeit und Dämpfung der Lager konstant über den Drehzahlbereich Hydrodynamische Gleitlager Annahmen noch gültig und anwendbar? Verschiedene Typen von Gleitlagern Kreiszylindrische Ziele Radialgleitlager Mehrflächenradialgleitlager Belastbare Vorhersage des Schwingungsverhalten von Rotoren Kippsegmentradialgleitlager Stabilen Betrieb für den geforderten Drehzahlbereich Dynamische Eigenschaften Aussage richten hinsichtlich nach der zu den erwartenden Betriebslasten, Amplituden für bestimmte Lagerdimension, Schmierstoff Wuchtgüten und (DIN Zuführung, ISO 1940) etc. Fazit: Drehzahlabhängige Lagereigenschaften benötigt! 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
10 Tribo-X inside ANSYS Simulationswerkzeug zur Berechnung von hydrodynamischen Radialgleitlagern Integration als neues Analysesystem in ANSYS Workbench Kurze Berechnungszeiten durch hohe Performance des Tribo-X Solvers Berücksichtigung der elastischen Verformungen des Lagers während des Betriebs (EHD) Identifikation drehzahlabhängiger Lagerkoeffizienten Parametrischer Workflow 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
11 Tribo-X inside ANSYS Typische Ergebnisse der Lageranalyse Hydrodynamischer Druck Schmierspalthöhe Spaltfüllungsgrad 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
12 Tribo-X inside ANSYS Typische Ergebnisse der Lageranalyse Maximaler Druck Minimale Schmierspalthöhe Statische Wellenverlagerungsbahn Steifigkeits- und Dämpfungskoeffizienten 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
13 Tribo-X inside ANSYS Schwingungsanalyse mit ANSYS unter Berücksichtigung der drehzahlabhängigen Lagerkoffizienten Austausch der dynamischen Lagereigenschaften 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
14 Campbell Diagramm (3) Berücksichtigung der mit Tribo-X inside ANSYS berechneten Steifigkeiten und Dämpfungen für die beiden Gleitlager k=k(rpm) cross coupling k 12 unsym. k 12 k CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
15 Stabilitätsdiagramm Identifikation kritischer Schwingungsmoden sowie der oberen Grenzdrehzahlen 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
16 Stabilitätsdiagramm Identifikation kritischer Schwingungsmoden sowie der oberen Grenzdrehzahlen Zoom Transientes Antwortverhalten? 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
17 Transiente Analyse 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
18 Transiente Systemantwort für eine Unwuchtanregung Zapfenbewegung im Lager unterhalb der Grenzdrehzahl Konvergenz 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
19 Transiente Systemantwort für eine Unwuchtanregung Zapfenbewegung im Lager nahe der Grenzdrehzahl 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
20 Transiente Systemantwort für eine Unwuchtanregung Zapfenbewegung im Lager oberhalb der Grenzdrehzahl Divergenz 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
21 Zusammenfassung Dynamische Berechnung eines Rotors mit ANSYS Bestimmung des Campbell Diagramms sowie des Stabilitätsplots Untersuchung des Einflusses der dynamischen Lagereigenschaften Berechnung der drehzahlabhängigen Lagerkoeffizienten mit Tribo-X inside ANSYS Neues Analysesystem in ANSYS: 18.0/18.1/18.2 Verschiedene Gleitlagertypen unterstützt Weitere Infos Kompaktseminar Produktflyer Info-Webinare 35. CADFEM ANSYS Simulation Conference - Koblenz,
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