Longitudinal and torsional vibrations in rotors with transverse cracks
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Description
In a rotating shaft with a crack, the bending, longitudinal and torsional degrees of freedom are linked. This paper presents a crack model which for the first time takes all six beam degrees of freedom into account for the open crack. The statements lead to a finite rigidity matrix and a transition matrix for a crack beam element. The model concepts known to date can be consistently generated as special cases from the new crack model. Depending on the motion condition, equations of motion with non-linear or periodically time-variant character are obtained. The longitudinal and torsional vibration behaviour under weight-dominant conditions are examined more intensively with the example of a large turbine. It is shown that the vibration components in harmony with the rotation can be used to identify the location and depth of the crack. (orig.) With 88 figs
Abstract (German)
In einer rotierenden Welle mit Riss sind die Biege-, Laengs- und Torsionsfreiheitsgrade miteinander gekoppelt. In der vorliegenden Arbeit wird ein Rissmodell vorgestellt, das fuer den atmenden Riss erstmals alle 6 Balkenfreiheitsgrade beruecksichtigt. Die Ausfuehrungen muenden ein in eine finite Steifigkeitsmatrix und eine Uebertragungsmatrix fuer ein Rissbalkenelement. Die bislang bekannten Modellkonzepte lassen sich konsistent aus dem neuen Rissmodell als Sonderfaelle generieren. In Abhaengigkeit vom Bewegungszustand erhaelt man Bewegungsgleichungen mit nichtlinearem oder periodisch-zeitvariantem Charakter. Am Beispiel eines grossen Turbosatzes wird das Laengs- und Torsionsschwingungsverhalten bei gewichtsdominanten Bedingungen eingehender untersucht. Es wird gezeigt, wie sich ueber die drehharmonischen Schwingungskomponenten Rissort und Risstiefe identifizieren lassen. (orig.) With 88 figsAdditional details
Additional titles
- Subtitle (English)
- Investigations based on a crack model with six beam degrees of freedom
- Original title (German)
- Laengs- und Torsionsschwingungen bei quer angerissenen Rotoren
- Original subtitle (German)
- Untersuchungen auf der Grundlage eines Rissmodells mit 6 Balkenfreiheitsgraden.
Publishing Information
- Publisher
- VDI-Verl.
- Imprint Place
- Duesseldorf (Germany, F.R.)
- ISBN
- 3-18-143111-7
- Imprint Pagination
- 144 p.
- Journal Issue
- no. 131
- Series
- Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 11.;Schwingungstechnik.
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 22022173
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- BENDING; CRACK PROPAGATION; CRACKS; FRACTURE MECHANICS; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICAL VIBRATIONS; ROTORS; TORSION; TURBINES
- Descriptors DEC
- DEFORMATION; MECHANICS