Anwendung der Strukturmodifikation auf mechanische Systeme mit elastischen Rotoren

Beschreibung und Identifikation des dynamischen Verhaltens elastischer Strukturen mit elastischen Rotoren sind aufgrund von drehzahlabhängigen Fliehkraftwirkungen sowie gyroskopischen Effekten erschwert. Die Bewegungsgleichungen werden parametererregt, und unter Umständen treten dadurch instabile Betriebszustände auf. Eine vollständige experimentelle Systemidentifikation ist wegen der Drehzahlabhängigkeit aufwendig und durch Störungen wie Lagerrauschen und Unwuchterregungen erschwert. Eine rein numerische Modellierung ist bei komplizierten Strukturen ebenfalls aufwendig, wobei die Beschreibung des Dämpfungsverhaltens eine zusätzliche Unsicherheit darstellt. Die Strukturmodifikation erlaubt es, die aufgezeigten Nachteile zu umgehen. Zunächst wird die Dynamik des Systems bei stehendem Rotor durch eine experimentelle Modalanalyse bestimmt. Anschließend werden die drehzahlabhängigen Einflüsse mittels der Strukturmodifikation auf der Basis eines Finite‐Element‐Modells für den Rotor berücksichtigt, so dass das dynamische Verhalten des Systems für jeden Betriebszustand berechenbar ist.