Flüssigkeiten mit einer freien Oberfläche in flexiblen Behältern sind z.B. in der Luft- und Raumfahrtindustrie anzutreffen, wo man bemüht ist, den Anteil der Strukturmasse möglichst gering zu halten und daher die Konstruktionen leicht und dünnwandig gestaltet. In der Arbeit wurde das Eigenschwingverhalten einer gleichmäßig rotierenden Flüssigkeit im starren oder teilweise elastischen Zylindertank untersucht. Die Flüssigkeit wurde als inkompressibel, reibungsfrei und homogen betrachtet und das Verhalten der flexiblen Struktur folgt einem linearen elastischen Materialgesetz. Ausgehend von der statischen Gleichgewichtslage des Gesamtsystems wurden die linearisierten Bewegungsgleichungen ausgewertet. Der erste Teil der Arbeit befaßt sich mit dem Verhalten einer rotierenden Flüssigkeit im starren Zylindertank, wobei die von der Rotation abhängige Form der freien Oberfläche durch Taylor-Entwicklungen berücksichtigt wird. Um mit analytischen Methoden akzeptable Ergebnisse zu erhalten, wird das Problem in die Bereiche 'langsame' und 'schnelle' Rotation unterteilt (keine zu großen Abweichungen der freien Flüssigkeitsoberfläche von Koordinatenflächen). Für den verbleibenden Drehzahlbereich wird eine Näherungslösung vorgestellt, die das Eigenverhalten einer rotierenden Flüssigkeit in einem Paraboloidtank behandelt. Im zweiten Teil der Arbeit wird zusätzlich die Flexibilität des Behälters berücksichtigt. Zuerst wird der Tankboden als elastische Platte betrachtet, während die Tankwand weiterhin starr bleibt, dann wird die Tankwand als elastische Schale behandelt, der Tankboden aber als starr angenommen. Die durch den hydrostatischen Druck und andere äußere Belastungen hervorgerufenen nichtlinearen statischen Verformungen und Spannungen der elastischen Struktur werden mit Hilfe des Galerkin-Verfahrens bestimmt und bei der theoretischen Untersuchung des dynamischen Verhaltens des hydroelastischen Systems mit berücksichtigt.
Hydroelastische Schwingungen im rotierenden Zylindertank
1996
235 Seiten, Bilder, 143 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Tank , Raumfahrttechnik , Luftfahrttechnik , Flüssigkeit , Drehbewegung , Hydrostatik , elastische Eigenschaft , Zylinder (Körper) , Oberfläche , Eigenschwingung , Schwingungsverhalten , Bewegungsgleichung , analytische Untersuchung , Gleichgewicht , Drehzahlbereich , Näherungsverfahren , Behälterboden , Elastizität , hydrostatischer Druck , Verformung , mechanische Spannung , dynamisches Verhalten
Hydroelastische Schwingungen in einem Rechteckbehälter
TIBKAT | 1980
|Schwingungen in rotierenden Maschinen III : Referate der Tagung an der Universität Kaiserslautern
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 1995
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