Numerical Failure Analysis of a Carbon Fiber Composite Ring Sleeve for a High-Speed Rotor

Abstract

Denne master oppgaven omhandler en studie av en karbonfiber hylse. Denne hylsen har som funksjon å holde på plass en rotorkonstruksjon som sitter i en elektrisk motor. Oppgaven er skrevet i samarbeid med Nils Petter Vedvik, hos NTNU og Jørg Høyland, hos Rolls-Royce Electrical Norway. Rolls-Royce har erfaringer med at denne hylsen har fått en sprekk i seg, og dermed ryker. Det denne oppgaven skal prøve å finne ut av, er hvorfor den ryker og hva som kan forhindre dette. Studiet vil undersøke ulike geometrier på hylsen og hvordan den oppfører seg. Relevant teori vil bli presentert, deretter vil prosedyren for å konstruere en elementmodell av hylsen gjennomgått. Til slutt vil resultater bli presentert og en konklusjon om hvor problemet kan ligge.

This master's thesis deals with a study of a carbon fiber sleeve. The function of this sleeve is to hold in place a rotor construction which is in an electric motor. The thesis is written in collaboration with Nils Petter Vedvik, at NTNU and Jørg Høyland, at Rolls-Royce Electrical Norway. Rolls-Royce has experience that this sleeve has a crack in it, and therefore breaks. What this thesis will try to figure out is why it fails and what can prevent this. The study will investigate different geometries of the sleeve and how it behaves. Relevant theory will be presented, then the procedure for constructing an element model of the sleeve will be reviewed. Finally, results will be presented and a conclusion on where the problem may lie.