Reibdämpfer
Unter der Plattform zwischen benachbarten Schaufeln. Anpresskraft, Reibwert und Kontaktsteifigkeit bestimmen, wie stark die Resonanz sinkt.
*SURFACE INTERACTIONAnwendungen
Wo Kontakt und Reibung die Schwingung bestimmen.
Überall dort, wo Bauteile sich berühren, haften, gleiten oder abheben, wird die Dynamik nichtlinear. Wir berechnen sie mit OrAgL im Frequenz- und im Zeitbereich und werten sie in ARGUS aus: in Turbomaschinen, Getrieben und Schraubverbindungen.
01 · Turbomaschinen
Schaufeln, Reibdämpfer und das ganze Rad.
Die wichtigste Anwendung von OrAgL: beschaufelte Strukturen in Flugtriebwerken, Gas- und Dampfturbinen und Verdichtern. Kontakte an Plattform, Deckband und Schaufelfuß dämpfen Schwingungen und verschieben Resonanzen. Wie zuverlässig sie das tun, entscheidet über Auslegung und Lebensdauer.
Kontakte
Deckband & Interlock
Kontakte an der Schaufelspitze koppeln das Rad. Spalt, Vorspannung und Kriechen verändern ihr Verhalten über die Laufzeit.
Schaufelfuß
Schwalbenschwanz- und Tannenbaumverbindungen: Mikroschlupf in der Fuge dämpft und versteift abhängig von der Amplitude.
Flattern mit Reibung
Selbsterregte Schwingungen, die erst durch Reibung begrenzt werden: Grenzzyklen mit aerodynamischer Kopplung.
*LCO · *AEROCOUPLINGNichtlineare Frequenzgänge
Ein Reibdämpfer wirkt nur in einem Fenster der Anpresskraft. Ist sie zu klein, gleitet er fast frei. Ist sie zu groß, haftet er und dämpft nicht mehr. Dazwischen liegt die Abstimmung mit der geringsten Resonanzamplitude. OrAgL verfolgt diese Antworten über den Frequenzbereich und variiert die Parameter gezielt.
Schematisch, keine Solver-Ausgabe: harmonische Balance einer Schaufel als Einmassenschwinger mit Reibkontakt.
Knotendurchmesser
Animationen: vom Sektor zum ganzen Rad
Mit zyklischer Symmetrie rechnet OrAgL an einem einzigen Sektor und setzt das Rad über Knotendurchmesser zusammen. ARGUS zeigt die berechneten Schwingformen als Animation am FE-Modell, als Sektor oder als ganzes Rad, und macht den Kontaktzustand an den Fügeflächen sichtbar.
*CYCLIC SYMMETRY MODEL*MISTUNING*ANIMATE SYSTEM*ANIMATE INTERFACE
ARGUS · MESH
ARGUS MESH: ein Sektormodell, über zyklische Symmetrie zum Rad mit 30 Sektoren erweitert.
02 · Getriebe
Zahnkontakt mit Spiel.
Im Zahneingriff ist der Kontakt vorgespannt. Wird die Schwingung größer als die statische Einfederung, heben die Zähne ab und schlagen wieder auf. Die Steifigkeit sinkt, die Resonanz kippt zu tieferen Frequenzen, und beim Hoch- und Runterfahren springt die Antwort zwischen verschiedenen Ästen.
- Abheben und Stöße
Kontaktverlust und Wiederaufschlag im Modell, mit Kontaktsteifigkeit oder als Starrkontakt.
- Sprünge und Hysterese
Welcher Ast sich einstellt, hängt von der Vorgeschichte ab. Pfadverfolgung zeigt alle Äste, Frequenz-Sweeps im Zeitbereich zeigen den tatsächlichen Verlauf.
*CONTINUATION CONTROLS*FSWEEP - Stoßvorgänge im Zeitbereich
Transiente Simulation mit Starrkontakt, wenn Stöße und ihre Folgen im Vordergrund stehen.
*NOSTIA
Prediction and validation of the strongly modulated forced response of two beams undergoing frictional impacts
Mechanical Systems and Signal Processing
03 · Schraubverbindungen
Mikroschlupf in der Fuge.
Geschraubte Strukturen werden meist linear gerechnet, verhalten sich aber nichtlinear: Schon bei kleinen Amplituden beginnt die Fuge am Rand zu gleiten. Die Eigenfrequenz sinkt, die Dämpfung steigt. Oft ist die Fuge die wichtigste Dämpfungsquelle der ganzen Baugruppe.
- Steifigkeit und Dämpfung aus der Fuge
Amplitudenabhängiges Verhalten aus dem Kontaktmodell der Fügefläche, statt pauschaler Dämpfungsannahmen.
- Vorspannung und Geometrie
Wie Schraubenkraft und Fugengestaltung Frequenz und Dämpfung verschieben, systematisch über Varianten.
- Große gefügte Modelle
Modellreduktion und Substrukturierung für dünnwandige, reibgeklemmte Strukturen.
*ROM*SUBSTRUCTURE ROM
Nonlinear modeling of structures with bolted joints: A comparison of two approaches based on a time-domain and frequency-domain solver
Mechanical Systems and Signal Processing
The Tribomechadynamics Research Challenge: Confronting blind predictions for the linear and nonlinear dynamics of a thin-walled jointed structure with measurement results
Mechanical Systems and Signal Processing
Methoden
Frequenzbereich und Zeitbereich.
Beide Sichten gehören zusammen. Die harmonische Balance liefert periodische Antworten schnell und mit allen Ästen. Die Zeitintegration zeigt Transienten, Sweeps und Stöße so, wie sie ablaufen.
Harmonische Balance
Periodische und quasi-periodische Antworten, Pfadverfolgung über den Frequenzbereich inklusive instabiler Äste, nichtlineare Modalanalyse.
*HBM · *FRF · *NMA · *CONTINUATION CONTROLSZeitintegration
Transiente Antworten auf periodische Anregung und Frequenz-Sweeps, Grenzzyklen und Tori, Stöße an Starrkontakten. Gespeicherte Zustände dienen als Startpunkte für die Weiterrechnung.
*NOSTIA · *HARMONIC · *FSWEEP · *MWF
*HARMONIC). Gespeicherte Zustände sind Startpunkte für die Weiterrechnung oder eine Animation.Der nächste Schritt
Ihre Anwendung ist nicht dabei?
Kontakt und Reibung stecken in vielen Baugruppen. Beschreiben Sie uns kurz Ihre Struktur, wir sagen Ihnen, was sich berechnen lässt.