Eine Methode fur probabilistische Untersuchungen zum Einfluss von Fertigungsstreuungen auf die hochzyklische Ermudung von Verdichterschaufeln

Mit der Anwendung probabilistischer Methoden in der Entwicklung neuer Triebwerke und stationärer Gasturbinen lassen sich schon während der rechnergestützten Auslegung wichtige Erkenntnisse zum Einfluss von Parameterstreuungen gewinnen. Diese stochastischen Variablen können z.B. Streuungen in der Geometrie oder in den Werkstoffeigenschaften eines Bauteils abbilden. Damit gelingt es, ein vertieftes physikalisches Verständnis zu den Auswirkungen der Parameterstreuungen aufzubauen.§Innerhalb dieser Dissertation wird ein Prozess aufgezeigt, um den Einfluss von Fertigungsstreuungen auf die hochzyklische Ermüdung von Verdichterschaufeln zu untersuchen. Dazu wurden 410 Verdichterschaufeln mit dem optischen Streifenprojektionsverfahren digitalisiert. Die geometrischen Streuungen wurden mit turbomaschinenspezifischen Parametern erfasst. Mit einer automatisierten Prozesskette war es möglich, die real gefertigten Schaufeln sowie zufällig erstellte Geometrien für CAD Anwendungen und numerische Simulationen bereitzustellen. Schließlich wurden mit einer Latin-Hypercube Monte-Carlo Simulation 100 representative Parameterdatensätze generiert um den Einfluss der Fertigungsstreuungen auf die hochzyklische Ermüdung zu ermitteln. Aus den Ergebnissen der probabilistischen Untersuchung lassen sich gezielt Gestaltungshinweise für ein robustes Schaufeldesign ableiten.