Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Turbinen ist abhängig von den hochbelasteten Bauteilen. Die
Turbinenschaufeln und Laufräder von Turbomaschinen sind solche mechanisch hochbelasteten Bauteile. Den
statischen Beanspruchungen aus Rotation, Temperatur und Gaskräften überlagern sich dynamische
Beanspruchungen bei stationären und transienten Betriebszuständen, die neben periodischen Erregerkräften durch
Rotorschwingungen verursacht werden. Die Entwicklung thermischer Turbomaschinen verlangt sehr genaue
Kenntnisse über die festigkeits- und schwingungstechnische Beanspruchung von Schaufeln und Laufrädern.
Wichtig ist auch, die Einflüsse der Konstruktionsparameter, Temperaturbelastung usw. auf das Festigkeitsverhalten,
besonders auf die Lebensdauerabschätzung der Turbinenschaufeln und Laufrädern, zu untersuchen. Diese
Information gibt dem Konstrukteur Mittel, die gute Zuverlässigkeit und die hohe Verfügbarkeit dieser
Turbomaschinen schon in der Konstruktionsphase vorzuplanen.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, konstruktive Verbesserungsmöglichkeiten anzugeben, um die Lebensdauer
von Turbomaschinen mittels der Schaffung von mathematischen Modelle für die Schwingungsberechnung und
Optimierung rotierender Laufräder zu verlängern. Die mathematischen Modelle ermöglichen die Analyse von
Eigenfrequenzen und Eigenformen von Turbinenlaufrädern in Abhängigkeit von der Drehzahl sowie des transienten
Schwingungsverhaltens beim Durchgang durch Resonanzen. Aus berechneten Spannung-Zeit-Verläufen ist es
anschließend möglich, eine Lebensdauerberechnung durchzuführen. Ergänzend zu der optimalen Projektierung
sollen Empfindlichkeitstheorien benutzt werden, um gezielte Eigenfrequenz- und Spannungsverschiebungen von
Laufrädern vornehmen zu können. Als Resultat dieser Arbeit wird ein Programmsystem für Laufradberechnungen
von Turbomaschinen entwickelt werden.