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Lagerübertragungsfunktionen

FVA 818 I | IGF-Nr. 19788-N

Methodenleitfaden zur simulativen und experimentellen Bestimmung von Lagerübertragungsfunktionen bis in den akustisch relevanten Frequenzbereich

Neben der Erfüllung von Gesetzesvorschriften spielt die Akustik eine zentrale Rolle für die Produktakzeptanz und kann durch aktive Gestaltung zum Differenzierungsmerkmal eines Produktes werden. Zur Prognose des dynamischen Systemverhaltens werden zunehmend komplexere Simulationsmodelle auch zur Vorhersage des akustischen Verhaltens eingesetzt.

Seitens der Industrie wird berichtet, dass Systeme trotz des identischen Produktionsursprungs wahrnehmbare akustische Unterschiede aufweisen können, die mit der Hilfe von Simulationen der heutigen Modellgüte nicht nachvollziehbar sind. Um dieser Problematik zu begegnen wurden im von der AiF geförderten Projekt FVA 818 I „Methodenleitfaden zur simulativen und experimentellen Bestimmung von Lagerübertragungsfunktionen bis in den akustisch relevanten Frequenzbereich“ Methoden entwickelt um, eine möglichst realitätsgetreue Abbildung der Wälzlagerdynamik im Kontext von Systemprognosemodellen zu entwickeln. Hierzu wurden zunächst simulationsseitig CFD-Simulationen zur Abbildung des Einzelkontakts durchgeführt. Mithilfe dieser aufwendigen Simulationen wurden Kennfeldmodelle abgeleitet, die dann wiederum in Gesamtlagermodelle integriert werden konnten. Flankiert wurden die Berechnungen von experimentellen Untersuchungen.

Zum einen wurden die Kontaktsimulationen durch Experimente an einem EHD-Tribometer unter dynamischer Kontaktlast validiert, zum anderen wurden Versuche an einem Lagerprüfstand zum Verhalten des Gesamtlagers durchgeführt. Nach der Validierung der Ergebnisse wurde ein Methodenleitfaden entwickelt, der Berechnungsingenieure und Produktentwickler dabei unterstützt, eine anwendungsgerechte Wahl der Lagermodellierung zu treffen. Abschließend wurde der Methodenleitfaden für die Prognose des Körperschallverhaltens eines einstufigen Stirnradgetriebes genutzt, wodurch gute Übereinstimmungen festgestellt und die wesentlichen Effekte nachgewiesen werden konnten. Folglich konnte somit die Gültigkeit der entwickelten Methoden bestätigt werden.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19788-N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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