Bachelorarbeit: Analytische Auslegung und FEM-Verifikation generischer Wälzlager als Windenergieanlagen-Hauptlager

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 werden Hauptlagereinheit (HLE) mit gegossenen und hohlgeschmiedeten Rotorwellen verschiedener Werkstoffe und Hauptlager vorausgelegt und verglichen. Dies erlaubt die optimale – leichteste/günstigste – HLE-Variante für eine spezifische WEA frühzeitig zu ermitteln.

Die Abschlussarbeit soll eine Lagerdatenbank aufbauen, die den Lösungsraum möglicher Hauptlager breit abbildet. Diese ermöglicht eine frühzeitige Abstimmung von Rotorwelle und Hauptlager, statt wie bis lang die Hauptlager an die Rotorwelle anzupassen.

Zum Aufbau der Datenbank soll die Lagerberechnung nach ISO 16281 in einer Berechnungssoftware der Wahl implementiert werden. Geometrien von bekannten Rollenlagern dienen dabei als Referenz. Mit der Implementierung soll eine Lagerdatenbank aufgestellt und berechnet werden. Zur Verifikation der Berechnungen sollen einzelne Lager in FEM oder gängigen Lagerberechnungsprogrammen überprüft werden.

Aufgaben:

• Implementierung der Wälzlagerberechnung nach ISO 16281 für Rollenlager verschiedener Bauarten zwischen 0,5 und 2 m Innendurchmesser in MATLAB, PYTHON, o. a.
• Aufbau einer generischen Hauptlagerdatenbank inklusive Lagerdimensionen, -Masse, statische/dynamische
  Tragfähigkeit und Berechnungsparametern nach DIN ISO 76/281
• Verifizierung einzelner, ausgelegter Lager in FEM, Bearinx, o. a.

Voraussetzung:

• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten, Kommunikations- und Teamfähigkeit
• Vorkenntnisse im Bereich der Mechanik und Berechnung von Wälzlagern (MGII/III) wünschenswert
• Programmierkenntnisse (MATLAB, PYTHON, o. a.) 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
• Möglichkeit zur Beteiligung an wissenschaftlichem Fachbeitrag (Paper)

Noch unsicher? Fragen können gerne im persönlichen Gespräch geklärt werden.

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