Zum Einfluß des Schwingungsverhaltens eines scheibenförmigen Tragkörpers auf die Eigenfrequenzen der Schaufeln thermischer Turbomaschinen

Übersicht Es werden die freien Schwingungen einer mit einer großen Anzahl identischer Schaufeln besetzten Turbinenscheibe unter Berücksichtigung der Biege- und Torsionsschwingungen der Schaufeln und der Membran- und Biegeschwingungen der Scheibe untersucht. Alle wichtigen Einflüsse wie Schaufelverwindung, Schubverformung und Drehträgheit für den Biegeanteil, das Fliehkraftfeld und der Anstellwinkel der Schaufeln werden berücksichtigt. Für die Verbindung zwischen dem Scheibenrand und den Schaufelfüßen wird eine nachgiebige Einspannung der Schaufelfüße berücksichtigt. Die Bewegungsdifferentialgleichungen werden durch eine direkte numerische Integration und ein Shooting Verfahren gelöst. Ergebnisse zeigen den Einfluß der wichtigen Parameter der beschaufelten Scheibe auf ihre Eigenfrequenzen.

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Summary The free vibrations of a turbine disk with identical blades of large number are studied for bending and torsional motion of the blades and in-plane and out-of-plane motion of the disk. All important effects like blade twist, shear deformation and rotary inertia for bending, effect of centrifugal force and stagger angle are taken into account. For the connection between the disk rim and the blade root an elastic clamping of the blade roots is taken into consideration. The differential equations of motion are solved by a direct integration technique and a shooting method. Some results show the influence of the important parameters of the bladed disk on its eigenfrequencies.