Einfluss der Axiallagerdynamik auf das Rotorverhalten: Transiente Analyse unter Berücksichtigung der Kavitation sowie der Kopplung von axialen und radialen Schmierfilmen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war es, die instationäre Simulation gleitgelagerter Rotoren um Aspekte der Axiallagerung bzw. der axialen Belastung zu erweitern. Dabei wurden die Erkenntnisse des Vorgängervorhabens bzgl. der effizienten Modellierung von Kavitationseffekten innerhalb der online Lösung der das Lager beschreibenden RDGL vom Radial- auf das Axiallager übertragen. Es hat sich gezeigt, dass die regularisierte Version des Elrod Algorithmus auch unter Zentrifugalkrafteinfluss am Axiallager gut geeignet ist und auf ein numerisch stabiles Verfahren führt, wobei im Vergleich zum Radiallager allerdings der Bereich des optimalen Regularisierungsparameters abweicht. Innerhalb des Projekts wurde der Algorithmus auf weitere Axiallagerbauformen, wie Kombilager, Schwimmscheibenlager sowie Kippsegmentlager adaptiert, wobei zusätzliche hydraulische bzw. mechanische Kopplungen zu beachten waren. So treten bei Kombi- bzw. bei Schwimmscheibenlagern hydraulische Kopplungen zwischen Axial- und Radialfilm auf, welche hier auf Basis der Annahme eines lokal gleichen Drucks im Übergangsbereich modelliert wurden. Zusätzliche mechanische Kopplungen ergaben sich beim Kippsegmentlager, weshalb hier die Bewegungsgleichungen um entsprechende Kippfreiheitsgrade zu erweitern waren. Die entwickelten Routinen konnten anhand von Messdaten erfolgreich validiert bzw. gegenüber Rechenergebnissen anderer verifiziert werden. Abschließend konnte gezeigt werden, dass die implementierten Algorithmen in der Lage sind, die eingangs aufgeworfenen Fragen z.B. bzgl. des Auftretens von subsynchronen Schwingungen an Schwimmscheibenlagern und den Einfluss der axialen Lasten auf diese Schwingungen oder das Auftreten von Kippschwingungen in mangelversorgten Kippsegmentlagern abzubilden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Analysis of dynamical behaviour of full-floating disk thrust bearings. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 2021
Steffen Nitzschke, Christian Ziese und Elmar Woschke
(Siehe online unter https://doi.org/10.24425/bpasts.2021.139001) - Transient simulation of a rotor supported inpartially filled herringbone grooved journalbearings using the narrow groove theory -boundary conditions. Vibration Engineering for a Sustainable Future, pp. 151–156, 2021
Steffen Nitzschke, Elmar Woschke, Christian Daniel und Thorsten Sporbeck
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-030-46466-0_21)
