Numerische Simulation komplexer Rotor-Getriebe-Lager-Systeme

Die Experten der Abteilung Strukturdynamik und Schwingungstechnik des Fraunhofer LBF untersuchen, bewerten und optimieren in enger Zusammenarbeit mit Ihren Kunden das Schwingungsverhalten multiphysikalischer Systeme. Bei der detaillierten Analyse der rotordynamischen Eigenschaften von Komponenten und Systemen kommen sowohl numerische als auch experimentelle Methoden zum Einsatz.

Bei rotierenden Komponenten und Systeme können, insbesondere bei hohen Drehzahlen, Schwingungsphänomene auftreten, die an der stillstehenden Maschine nicht zu beobachten sind. Aufgrund von gyroskopischen Effekten können beispielsweise drehzahlabhängige Eigenfrequenzen beobachtet werden. Im schlimmsten Fall können Instabilitäten auftreten, die die Funktion oder den Betrieb des Systems negativ beeinflussen. Instabilitäten können aus Gleitlagerungen, hoher innerer Dämpfung, unrunden Wellen oder Selbsterregungen in Dichtspalten resultieren. Solche rotordynamischen Effekte sind unter anderem bei Turbinen in der Energietechnik, Pumpen und Verdichtern in Produktionsanlagen, Spindeln in Werkzeugmaschinen sowie rotierenden Maschinen in der Medizintechnik zu berücksichtigen.

Die Rotordynamik ergänzt das bestehende Forschungs- und Dienstleistungsangebot des Fraunhofer LBF im Bereich der Schwingungstechnik. Dabei kommen sich ergänzende numerische und experimentelle Verfahren zum Einsatz und insbesondere in der numerischen Analyse integrieren sich die rotordynamischen Berechnungsverfahren in die ganzheitliche Beschreibung multiphysikalischer Systeme, die am Fraunhofer LBF durchgängig in der Systembewertung und Systementwicklung angewendet wird.

Das erweiterte Leistungsangebot richtet sich ausdrücklich auch an kleinere und mittlere Unternehmen, für die eine Investition in eigenes Fachpersonal und Werkzeuge zur Beantwortung rotordynamischer Aufgabenstellungen nicht rentabel ist. Neben Berechnung, Auslegung und Optimierung werden auch Beratungen und Schulungen angeboten.

Effiziente Berechnung rotordynamischer Systeme

• Modellbildung und numerische Simulation im Zeit- und Frequenzbereich
• Berechnung und Analyse der rotordynamischen Eigenschaften
• System- oder Co-Simulation unter Berücksichtigung multi-physikalischer Effekte
• Berechnung von drehzahlabhängigen Lagerkräfte, Eigenfrequenzen usw.
• Engineering und Beratungs-Dienstleistung auf dem Gebiet der Rotordynamik