Experimentelle Optimierung eines High-Cycle-Fatigue-Tests - Auslegung, Konstruktion und FE-Analyse einer variablen Düse zur experimentellen Optimierung des Airjettests

In der Triebwerkstechnik ist die theoretische und experimentelle Untersuchung von Schwingungen von großer Wichtigkeit, da letztere zu strukturellen Schäden und zum Bauteilversagen führen können. Der Ermüdungstest, der in dieser Arbeit thematisiert wird, nutzt zur Schwingungsanregung einer Schaufel die aeroelastische Instabilität Flattern aus. Die Anregung erfolgt mittels kontinuierlicher Düsenströmung. Da der Erfolg des Tests auf den Erfahrungen des Ingenieurs beruht, ist eine experimentelle Optimierung notwendig, um ein besseres Verständnis des Zusammenwirkens von strömungsmechanischen und aeroelastischen Parametern zu erlangen. Gegenstand der Arbeit ist die Auslegung und Konstruktion einer variablen Düse, die es ermöglicht in einem gewissen Rahmen die optimale Düsengeometrie für die Test-Schaufel zu finden. Um eine Anregung der Düse im betrachteten Frequenzbereich auszuschließen, wird eine Finite-Element-Analyse zur Ermittlung der Eigenfrequenzen durchgeführt. In einer abschließenden Testmatrix werden die Einflüsse auf die Schaufelschwingung untersucht.

Jeannette Demant, Diplomingenieur des Maschinenbaus: Studium an der BTU Cottbus mit Vertiefungsrichtung Triebwerkstechnik und studentische Hilfskraft am Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungslehre. Entwicklungsingeneurin im Bereich thermo-mechanische Berechnung bei Rolls-Royce Deutschland.