Auslegung und Bau von Schaufeln mit variabler Wölbung für den Test im Gitterwindkanal

Kurzfassung

In dieser Diplomarbeit werden formvariable Fanschaufeln ohne Verwindung für nachfolgende Untersuchungen in einem Gitterwindkanal entwickelt und gefertigt. Das formvariable Konzept wird durch in die Schaufeln integrierte Aktuatoren der Smart Material GmbH des Typs M8557-P1 und des Typs M8528-P1 umgesetzt. Mit einer Anforderungsliste und einem vorgegebenen Profilquerschnitt wird die Fanschaufel ausgelegt. Zur Bestimmung des Werkstoffes wird aus einer Testschaufel ein Demonstrator mit Aktuatoren gefertigt und experimentell vermessen. Mit den Ergebnissen wird ein Fertigungsverfahren ausgewählt. Anschließend werden wichtige Aspekte zur Fertigung der Fanschaufeln vorgestellt. Für nachfolgende Untersuchungen wird ein FE - Modell zur Verfügung gestellt. Zur Modellierung der Randbedingungen wird mit einer Testschaufel eine Modalanalyse im später verwendeten Gitterwindkanal durchgeführt. Mit den Ergebnissen werden die Randbedingungen im FE - Modell nachmodelliert beziehungsweise angepasst. Mit dem FE - Modell werden die zu erwartenden Wölbungsänderungen und der Einfluss der aerodynamischen Druckverteilung untersucht. Zum Schluss werden die gefertigten Schaufeln bezüglich ihrer Wölbungsänderung charakterisiert und mit den Ergebnissen aus dem FE - Modell verglichen.