Bachelor- / Masterarbeit: Designoptimierung von Hauptlagereinheiten in Multimegawatt- Windenergieanlagen mittels FEM

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

Innerhalb des Projektes HoRo-LHD beschäftigt sich das CWD mit der Vorauslegung von gegossenen und hohlgeschmiedeten Rotorwellen unterschiedlicher Werkstoffe im Kontext der Hauptlagereinheit (HLE). Ziel dabei ist die Ermittlung der optimalen – leichtesten/günstigsten – HLE-Variante für eine spezifische WEA als auch eine Potentialanalyse über ein Leistungsspektrum generischer WEAs.

Innerhalb der Abschlussarbeit soll die derzeitige Vorauslegung in einem Schwerpunkt der Wahl weiterentwickelt werden. Beispielsweise durch die Implementierung von Gleitlager als Hauptlager oder eine Verbesserung der Flanschverschraubungsberechnung. Dazu sollen entsprechende Skalierungsund Berechnungsmethoden für Systemkomponenten/-schnittstellen erarbeitet werden. Als Ausgangspunkt der Arbeit dienen gängige Berechnungs- und Auslegungsrichtlinien für Maschinenelemente sowie Vorauslegungsmodelle für WEAs.

Aufgaben:

• Erarbeiten von Berechnungs- und Skalierungsmethoden für Hauptlagereinheiten unterschiedlicher Bauweisen, z. B.:
  o Aufbau eines generischen Hauptlagerkatalog (nach ISO 16281)
  o Gleitlager als Hauptlager (Axial-/Radiallager)
  o Flanschverschraubung von Nabe und Rotorwelle
  o Rotorwellenlänge nach Lagerungskonzept
  o Vorauslegung des Maschinenträger (Generatives Design,
  Schweißkonstruktion, hochintegrierte Triebstränge, o. a.)
• Verifizierung der Methoden mit FEM, Bearinx, o.a.
• Optional: Potentialanalyse unterschiedlicher Lösungen hinsichtlich des Gesamtgewichts und den Herstellungskosten

Voraussetzung:

• Motivation zur Einarbeitung in ein komplexes Thema und dem Erarbeiten eines eigenen Lösungsweges
• Selbstständiges und eigenverantwortliches Arbeiten, Kommunikations- und Teamfähigkeit
• Vorkenntnisse im Bereich der Mechanik und Auslegung von Maschinenelemente (MGII/III) wünschenswert
• Programmierkenntnisse (MATLAB, PYTHON) und Vorkenntnisse im Bereich der FE-Analyse (ABAQUS) sind von Vorteil aber nicht zwingend erforderlich

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team inklusive Industriekontakten
• Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit am Institut als studentischen/wissenschaftliche Hilfskraft
• Möglichkeit zur 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