DE868674C

DE868674C - Verfahren zur Anregung schwingungsfaehiger Koerper, insbesondere von Beschaufelungenin Stroemungsmaschinen (Dampfturbinen, Axialverdichter usw.) zum Zwecke der Ermittlung von Eigenfrequenzen, resonanzgefaehr-lichen Anregungsbereichen, den dazugehoerigenSchwingungsformen und der Pruefung auf Dauerfestigkeit

Info

Publication number: DE868674C
Application number: DEV2895A
Authority: DE
Inventors: Norman Dipl-Ing Dix; Marius Dipl-Ing Isaila; Romul Dr-Ing Vuia
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-12-01
Filing date: 1950-12-01
Publication date: 1953-02-26

Description

Verfahren zur Anregung schwingungsfähiger Körper, insbesondere von Beschaufelungen in Strömungsmas chinen (Dampfturbinen, Axialverdichter usw.) zum Zwecke der Ermittlung von Eigenfrequenzen, resonanzgefährlichen Anregungsbereichen, den dazugehörigen Schwingungsformen und der Prüfung auf Dauerfestigkeit Verfahren zur Anregung schwingungsfähiger Körper, fusbesondere von Beschaufelungen in Strömungsmaschinen (Dampfturbinen, Axialverdichter usw.) zum Zwecke der Ermittlung von Eigenfrequenzen, resonanzgefährlichen Anregungsbereichen, den dazugehörigen Schwingungsformen und der Prüfung auf Dauerfestigkeit.
Die folgenden Erläuterungen un-d Beschreibungen beziehen sich auf eine Ausbildung des Verfahrens, die besonders auf die Erforschung von Schaufelschwingungen in Dampfturbinen zugeschnitten ist.
Bei der Anregung von Schaufelschwingungen durch Störungsstell en in der Leitradbeschaufelung oder der Düsenanordnung besteht folgende Besonderheit: Die Schaufeln, welche in vielen Fällen durch ein Deckband bzw. Bindedrähte untereinander verbunden sind, werden durch Impulse angeregt, welche nicht gleichzeitig auf alle Schaufeln wirken, sondern diese erfolgen unabhängig von ihrer Frequenz in einer zeitlichen Aufeinanderfolge, die dem Vorbeilaufen der einzelnen Schaufeln an einer Störungsstelle entspricht. Die Impulse sind daher in ihrer Phase gegeneinander verschoben.
Nicht nur die Frequenz, sondern auch die Phasenlage der die einzelnen''Scha'ufeIn anregenden Im; pulse sind von entscheidender Bedeutung für die Amplitude und Form der auftretenden Schwingungen.
Die Aufgabe besteht darin, die vorstehend beschrietenen Anregungsbedingungen möglichst genau nachzubilden unter besonderer Berücksichtigung der leichten Beobachtungsmöglichkeit der zu erforschenden Erscheinungen.
Der bekannte Stand ist folgender: Einzelne Schaufeln oder beliebig untereinander verbundene Schaufeln werden, am ruhenden Laufrad, Laufradabschnitt oder deren Modellen, mit einer beliebigen Frequenz so angeregt, daß die -Impulse auf alle Schaufeln gleichzeitig wirken. Bei einem weiteren, bekannten Verfahren werden die Schaufeln am rotierenden Laufrad angeregt, wobei aber die Beobachtung und Messung der Schwingungen sehr schwierig ist.
Der wesentliche Unterschied des neuen Verfahrens gegenüber den bekannten besteht darin, daß der zu untersuchende Körper sich in Ruhe befindet und die Anregung an mehreren Stellen erfolgt, wobei sowohl die Frequenz, wie auch die zeitliche Au feinander£olge bzw. Phasenlage der einzelnen, an verschiedenen Stellen wirkenden Impulse beliebig wählbar sind.
Die Ubertragung der Impulse auf den zu untersuchenden Körper kann auf beliebige Weise, z. B. durch Elektromagnete, durch strömende Medien oder durch mechanische Koppelung erfolgen.
Die folgende Beschreibung zeigt die Anwendung des Verfahrens auf die Untersuchung von Schaufelschwingungen, wobei die Steuerung und die Impulsübertragung elektrisch erfolgen.
Die Anlage besteht im wesentlichen aus folgenden Hauptteilen: a) dem Impulsgeber, b) den Verstärkeren, 4 den Yorrichtungen zur Ubertragung der Impulse-auf die Schaufeln. -Wirkungsweise der in der - Figur schematisch dargestelltenÄfllage-;: Der in Summer.i erzeugte Wechselstrom beliebig einstellbarer Frequenz dent nach Verstärkung in Verstärker 2 zur Speisung des Syntchronmotors, der die Scheiben in Drehung versetzt. Die an den Scheiben 4 befindlichen Nocken aus ferromagnetischem Material laufen durch einen Schlitz im Kern der Spulen 5, der durch eine in der Figur nicht gezeichnete Wicklung mit Hilfe eines Gleichstromes vormagnetisiert ist. In der Wicklung der Spule 5 wird, wenn der Nocken wander Scheibe 4 durch den Schlitz im Kern der Spule 5 läuft, eine Spannung induziert, die in Verstärker 6 verstärkt und der Spule 7 zugeführt wird, mit deren Hilfe die Schaufeln 8 angeregt werden. Die Zahl der Anregungsstellen, von denen zwei in der Figur dargestellt sind, kann durch entsprechend mehrfache Anordnung der Teile 4, 5, 6 und 7 beliebig ausgeführt werden. Die Phasenverschiebung der einzelnen Impulse ergibt sich aus der beliebig wählbaren Einstellung der Scheiben 4 zueinander.
An- Stelle der Teile 4 und 5 kann auch eine Anordnung, bestehend aus rotierenden Blenden, die einen auf Fotozelle wirkenden Lichtstrahl beeinflussen, verwendet werden.
Die Beobachtung des schwingenden Körpers erfolgt mit Hilfe bekannter Verfahren, z. B. unter Anwendung stroboskopischer Beleuchtung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Anregung schwingungsfähiger Körper, insbesondere von Beschaufelungen in Strömungsmaschinen (Dampfturbinen, Axialverdichter usw.) zum Zwecke der Ermittlung von Eigenfrequenzen, resonanzgefährlichen - Anregungsbereichen, den dazugehörigen Schwingungsformen und der Prüfung auf Dauerfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß' der Körper an mehreren Stellen sowohl der Frequenz, wie der Phasenlage nach beliebig wählbar angeregt wird, wobei sich der zu untersuchende Körper, abgesehen von den zu untersuchenden Schwingungen, in Ruhe befindet.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Anregung verwendeten Anlage angetriebene, in ihrer Frequenz gesteuerte Teile an feststehenden Teilen vorbeilaufen, diese auf beliebige Weise, z. B. elektrisch, optisch, mechanisch, pneumatisch, beeinflussen und dadurch in diesen die. zur Anregung bzw. zu weiterer Aussteuerung benötigten Impulse -auslösen und dadurch, daß durch entsprechende Anordnung der bewegten bzw. feststehenden Teile eine beliebige Phasenlage der einzelnen anregenden Impulse erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Anregung verwendeten Anlage die Steuerung der anregenden Impulse durch einen von einem in der Frequenz regelbaren elektrischen Schwingungserzeuger mit nachgeschaltetem Verstärker gespeisten Synchronmotor erfolgt.