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Wind

Simulation, Berechnung und Test

Optimale Auslegung

Hochmoderne Berechnungs- und Simulationsprogramme

Unsere Fachleute arbeiten eng mit Entwicklern, Herstellern und Betreibern von Windkraftanlagen zusammen.

Hochmoderne Berechnungs- und Simulationsprogramme sichern eine optimale Auslegung der Windkraftlager: vom einzelnen Wälzlager und seinen Komponenten über die Anschlusskonstruktion bis hin zum kompletten Antriebsstrang, der mit eigens entwickelten Mehrkörpersimulationsprogrammen abgebildet und optimiert wird.

Mit seiner realitätsnahen Kraft- und Momentensimulation liefert unser Großlagerprüfstand ASTRAIOS seit 2011 wertvolle Erkenntnisse, die für die Neuentwicklung von Lagerlösungen sowie für die Optimierung der Simulations- und Berechnungsmodelle genutzt werden.

Optimale Auslegung der Windkraftlager mit hochmodernen Berechnungs- und Simulationsprogrammen
Optimale Auslegung der Windkraftlager mit hochmodernen Berechnungs- und Simulationsprogrammen
Schaeffler-Berechnungskette

Vom Gesamtsystem bis zum Wälzkontakt

Schaeffler-Berechnungskette: vom Gesamtsystem bis zum Wälzkontakt

Mit der Schaeffler-Berechnungskette halten wir CAE-Werkzeuge bereit, die für den jeweiligen Auslegungsfokus optimal abgestimmt sind.

  • SIMPLA: Systemsimulation mit Wälzlager-Know-how
  • BEARINX: Lagerauslegung mit Systemverständnis
  • CABA3D: Der dynamische Blick ins Lager
  • TELOS: Hier steht der Kontakt im Fokus.

SIMPLA: Systemsimulation

SIMPLA – Systemsimulation mit Wälzlager-Know-how
SIMPLA – Systemsimulation mit Wälzlager-Know-how

Mit der hybriden Mehrkörpersimulation (MKS) wird das dynamische Verhalten der kompletten Windkraftanlage abgebildet.

Anhand des Modells können die Einzelkomponenten des Antriebsstrangs sowie das gesamte Anlagendesign bereits in der Entwicklungsphase verbessert werden:

  • Hybride Mehrkörpersimulation mit nichtlinearem, mehrdimensional gekoppeltem Lagermodell
  • MKS-Modell aus vorhandenem BEARINX-Modell ableitbar

BEARINX: Optimale Lagerauslegung

BEARINX – Lagerauslegung mit Systemverständnis
BEARINX – Lagerauslegung mit Systemverständnis

Mit der Software BEARINX können alle Lagertypen, komplexe Wellen sowie Wellensysteme bis hin zu kompletten Getrieben modelliert und berechnet werden.

BEARINX berücksichtigt unter anderem:

  • das nichtlineare elastische Federungsverhalten der Lager
  • die Elastizität von Wellen und Achsen
  • die Elastizität von Gehäuse und Umgebung
  • das Betriebsspiel oder die Vorspannung der Lager
  • Rollen-und Laufbahnprofilierungen sowie Laufbahnschmiegungen
  • die reale Kontaktpressung unter Berücksichtigung von Schiefstellung und Profilierung der Wälzkörper
  • den Einfluss von Schmierungsbedingungen, Verschmutzung und realer Kontaktpressung auf die Ermüdungslebensdauer.

CABA3D: Wälzlagersimulation

  • Dynamische Analyse von Wälzlagern
  • Bestimmung der Kräfte auf die Wälzkörper und Ringe und Bewegungsverläufe der einzelnen Bauteile unter Beachtung aller Freiheitsgrade
  • CABA3D ermöglicht die Berechnung der Reibleistung und des Beschleunigungsverhaltens der Wälzkörper, z.B. beim Eintritt in die Lastzone.

TELOS: Wälzkontaktsimulation

TELOS – Hier steht der Kontakt im Fokus
TELOS – Hier steht der Kontakt im Fokus
  • 3D-Simulationsprogramm für Wälzkontakte
  • Beliebige Wälzkontakte unter allgemeinen Schmierbedingungen
  • Quasi-statische und transiente Lasten
  • Beschichtete und unbeschichtete Lagerkomponenten

FEM

FEM-Berechnungen
FEM-Berechnungen

Für noch detailliertere Analysen können FEM-Berechnungen den Einfluss der Umgebungskonstruktion auf die Wälzlager und umgekehrt ermitteln.

Großlagerprüfstand Astraios

Mehr Sicherheit und Wirtschaftlichkeit für Windkraftanlagen

Großlagerprüfstand ASTRAIOS
Großlagerprüfstand ASTRAIOS

Auf einem der modernsten, größten und leistungsfähigsten Großlagerprüfstände der Welt, können Lager bis 15 Tonnen und 3,5 Meter Außendurchmesser mithilfe eines breiten Simulationsprogramms unter praxisähnlichen Bedingungen getestet werden. ASTRAIOS führt zu einem noch besseren Verständnis des Gesamtsystems, der Einflussfaktoren und der Zusammenhänge im Antriebsstrang von Windkraftanlagen. Damit trägt Schaeffler entscheidend zu einer schnelleren und zuverlässigeren Auslegung von Windkraftanlagen bei und erhöht deren Wirtschaftlichkeit und Sicherheit.

Der Prüfstand ist nach „Astraios“ benannt, einem Titan aus der griechischen Mythologie und Vater der vier Windgötter.

Realitätsnahe Kraft-und Momenten-Simulation

Von der Flaute bis zum Sturm –Windkraftanlagen sind ständig wechselnden Windverhältnissen ausgesetzt. ASTRAIOS simuliert die realen Lasten und Momente, die in einer Windkraftanlage auftreten.

  • für Rotorlager und Drehverbindungen
  • Test aller Rotorlagerungskonzepte möglich
  • für Windkraftanlagen bis 6 MW

Umfangreiche Analysen

Mehr als 300 Sensoren in den Testlagern liefern Informationen, die für verschiedene Analysen ausgewertet werden. Mit SARA, dem Automatisierungssystem für R&D-Anwendungen von Schaeffler, erfolgt die Mess-, Regelungs-, und Steuerungstechnik. Unsere Experten werten die Daten aus und verbessern die Berechnungsmodelle durch Abgleich mit den Prüfergebnissen.

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