Bachelor- / Masterarbeit: Entwicklung einer Toolchain zur Generierung von fatalen Schadensszenarien in Windenergieanlagen

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windkraftanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.

Die immer größer werdenden Anlagen haben auch höhere und damit schlankere Türme zur Folge, wodurch das Auftreten von Schäden wie Ovalitäten und gelockerten oder sogar gebrochenen Schrauben wahrscheinlicher wird. Ist einmal ein Schaden an einer Schraube vorhanden, erhöht dies die Belastung der benachbarten Schrauben erheblich; der Schaden breitet sich aus.

In dieser Arbeit soll diese Schadenausbreitung im Detail untersucht werden. Dazu soll im ersten Schritt eine Berechnungsmethodik entwickelt werden, mit welcher das Versagen einzelner Schrauben vorausgesagt werden kann. Anschließend werden Simulationen mit bestehenden Mehrkörpersimulations- und FE-Modellen durchgeführt, um die Belastungen für verschiedene Betriebszustände zu ermitteln. In Kombination können somit die Schädigungsszenarien erstellt werden.

Aufgaben:

• Literatur- und Normenrecherche zu Versagen von Schrauben
• Entwicklung einer Berechnungsmethodik zur Vorhersage des Schädigungsverhaltens mit geeigneten Methoden (Excel, Python)
• Durchführen von Mehrkörpersimulationen der Gesamtanlage unter verschiedenen Randbedingungen
• Durchführen von Finite Elemente Simulationen des Turms in verschiedenen Schadensstadien
• Erstellen der Schadensszenarien

Voraussetzung:

• Lust auf eine spannende Arbeit im Bereich Windenergie
• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten sowie eine starke Problemlösungskompetenz
• Vorkenntnisse im Bereich Simulation (Simpack, Abaqus) und Datenauswertung (Excel, Python) vorteilhaft, aber nicht notwendig

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur Promotion im Zuge der Bearbeitung von Forschungsprojekten

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Stefan Witter, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
stefan.witter@cwd.rwth-aachen.de