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Thermomechanische Strukturberechnung für Verdichterlagergehäuse von Gasturbinen
Kategorie: Engineering
Prozess: Entwicklung
Kunde: OEM
Einleitung zur Aufgabenstellung/Herausforderung in diesem Projekt
Im Entwicklungs- und Entstehungsprozess von neuen Kraftwerkskomponenten sind zahlreiche Nachweise erforderlich, die die Festigkeit der Bauteile unter bestimmten Randbedingungen belegen. Die Finite-Elemente-Methode wird in diesem Zusammenhang benutzt, um Spannungen im Bauteil auszurechnen. Kapaziätsengpässe veranlassten ein in Nordrhein-Westfalen ansässiges führendes Unternehmen im internationalen Kraftwerksgeschäft, die thermomechanische Strukturberechnung eines Verdichterlagergehäuses für Gasturbinen extern durchführen zu lassen.
IndustrieHansa erhielt den Auftrag aufgrund exzellenter ANSYS-Kenntnisse, die für dieses Aufgabe ebenso unabdingbar sind wie das gleichfalls vorhandene Know-how zur Auswertung der berechneten Spannungen.
Lösungsansatz: Durchführung sämtlicher thermomechanischer Strukturberechnungen unter Berücksichtigung vorgegebener Betriebslast- und Störfälle.
Stichpunkte der wichtigsten Projektinhalte
Betriebslastfälle
Störfälle
Was war der Nutzen für den Kunden in diesem Projekt?
Die von IndustrieHansa durchgeführten Berechnungen und Auswertungen bestätigten die technische Machbarkeit der überprüften Baugruppe, so dass auf der Grundlage der rechnerischen Nachweise zu den Bauteilen die Freigabe zum Bau der Turbinenkomponente erteilt werden konnte.
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Im Entwicklungs- und Entstehungsprozess von neuen Kraftwerkskomponenten sind zahlreiche Nachweise erforderlich, die die Festigkeit der Bauteile unter bestimmten Randbedingungen belegen. Die Finite-Elemente-Methode wird in diesem Zusammenhang benutzt, um Spannungen im Bauteil auszurechnen. Kapaziätsengpässe veranlassten ein in Nordrhein-Westfalen ansässiges führendes Unternehmen im internationalen Kraftwerksgeschäft, die thermomechanische Strukturberechnung eines Verdichterlagergehäuses für Gasturbinen extern durchführen zu lassen.
IndustrieHansa erhielt den Auftrag aufgrund exzellenter ANSYS-Kenntnisse, die für dieses Aufgabe ebenso unabdingbar sind wie das gleichfalls vorhandene Know-how zur Auswertung der berechneten Spannungen.
Lösungsansatz: Durchführung sämtlicher thermomechanischer Strukturberechnungen unter Berücksichtigung vorgegebener Betriebslast- und Störfälle.
Stichpunkte der wichtigsten Projektinhalte
- In-stationäre thermomechanische Strukturberechnung des gesamten An- und Abfahrprozesses
- Bewertung der Schraubenverbindungen nach VDI 2230
- Bewertung des Verhaltens von Teilfugen, Anpressverhalten und Spaltbildung
- Berechnung der Steifigkeiten
- Bewertung der Verformungen
- Dauerfestigkeitsnachweise (HCF)
- Ermüdungsfestigkeitsnachweise (LCF)
- Berechnung des linear-elastischen und elastisch-plastischen Materialverhaltens
- Temperatur- und zeitabhängige Materialeigenschaften
- Bewertung der lokalen Bereiche wie z.B. Radienübergänge
Betriebslastfälle
- Mechanische und thermische Lasten
- Montage
Störfälle
- Schaufelstörfall
- Erdbeben
Was war der Nutzen für den Kunden in diesem Projekt?
Die von IndustrieHansa durchgeführten Berechnungen und Auswertungen bestätigten die technische Machbarkeit der überprüften Baugruppe, so dass auf der Grundlage der rechnerischen Nachweise zu den Bauteilen die Freigabe zum Bau der Turbinenkomponente erteilt werden konnte.
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