Bachelor- / Masterarbeit: EHD-Simulation gleitgelagerter Hauptlager für 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 (WEA) sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.

Das Hauptlagersystem einer WEA – bestehend u. a. aus Rotorwelle und Hauptlager(n) – stützt den Rotor und leitet das Rotordrehmoment an das Getriebe weiter. Dabei geht der Trend weg von einer klassischen Lagerung mittels Wälzlager hin zu einer Gleitlagerung, da Gleitlager einen verschleißfreien Nennbetrieb und einfacher Wartung versprechen.

Welches Gleitlagerkonzept für eine Anlage geeignet ist, kann über eine Vorauslegung abgeschätzt werden. Da vorhandene Auslegungsrichtlinien für Radial- / Axialgleitlager nicht für WEA anwendbar sind, muss das Gleitlager simulativ berechnet werden.

Als Ausgangspunkt der Arbeit dient ein hydrodynamisches Vorauslegungsmodell für Gleitlager, welche die Reynolds-Gleichung für den Schmierspalt numerisch löst. Zur Verifizierung des Vorauslegungsmodells soll ein exemplarisches Hauptlagersystem in EHD nachgerechnet und z.B. Einflüsse der Lagerparameter oder Systemsteifigkeiten untersuchte werde.

Aufgabe:

• Aufbau einer elastisch-hydrodynamischen (EHD) Gleitlagersimulation des Hauptlagersystems (FIRST)
  o Erstellung eines Referenzdesigns
  o Modellierung der elastischen Körper (Gleitsegmente, Hauptwelle, etc.) in FEM und Übertragung nach EHD
  o Verifikation des Referenzdesigns
• Mögliche Schwerpunkte:
  o Einflussanalyse der Lagerparameter
  o Vergleich unterschiedlicher Lagerkonzepte
  o Aufbau parametrisierter Hauptlagersysteme

Voraussetzung:

• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten, Kommunikations- und Teamfähigkeit
• FEM-Kenntnisse von Vorteil (ABAQUS)

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit am Institut als studentischen/wissenschaftliche Hilfskraft
• Möglichkeit zur anschließenden Promotion im Zuge der Bearbeitung von Forschungsprojekten

Noch unsicher? Fragen können wir gerne im persönlichen Gespräch klären.

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Christian Hollas, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
christian.hollas@cwd.rwth-aachen.de