Transiente Amplitudenüberhöhung bei verstimmten Turbinenbeschaufelungen

Turbinenschaufeln sind großen dynamischen Belastungen ausgesetzt, die zu Schaufelschwingungen führen. Um die Wahrscheinlichkeit von Schäden zu minimieren, muss die Schwingungsantwort vorhergesagt werden. Dazu werden die Amplituden des Systems berechnet, um die auftretenden Materialspannungen abschätzen zu können. Während des An- und Abfahrens und beim Betriebspunktwechsel ändert sich die Drehgeschwindigkeit der Turbine. Der transiente Betrieb führt zum Passieren von Eigenfrequenzen. Dabei ist die maximale Amplitude der auftretenden Schaufelschwingungen von der Durchfahrtsgeschwindigkeit abhängig. Einfreiheitsgradsysteme zeigen eine fallende Maximalamplitude bei steigender Durchfahrtsgeschwindigkeit, wodurch die Maximalamplitude der Resonanzdurchfahrt geringer ist als die maximale Amplitude der stationären Schwingungsantwort. Im Vergleich zu Einfreiheitsgradsystemen besitzen Turbinenschaufelkränze mehrere, zum Teil eng benachbarte Moden. In dieser Arbeit wird sowohl als auch mithilfe dynamischer Mehrkörpersysteme gezeigt, dass die transiente, maximale Amplitude die maximale Amplitude der stationären Schwingungsantwort übersteigen kann. Dieses Phänomen wurde während der Entstehung dieser Arbeit entdeckt und „Transiente Amplitudenüberhöhung verstimmter Strukturen" genannt (TAMS; englisch: Transient Amplitude Amplification of Mistuned Structures).