Bachelorarbeit: Simulative Sensitivitätsanalyse der Lagersteifigkeit von Wälzlagerdesigns in Windenergieanlagen mit FEM

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

Die Reduktion der schadensbedingten Stillstandzeiten ist eine Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten. Die längsten Stillstandzeiten resultieren aus Getriebeschäden, die häufig auf Lagerschäden zurückzuführen sind. Im Forschungsprojekt „WEA-RiWa“ wird das Planetenträgerlager hinsichtlich Schäden aufgrund von Ringwandern untersucht. Ringwandern ist die Relativbewegung eines Wälzlagerrings bezüglich des Fügepartners (hier Gehäuse) und wird wesentlich durch die Deformation des Lagersitzes beeinflusst. Daher haben die Steifigkeiten der Komponenten einen signifikanten Einfluss auf den Schädigungsmechanismus.

In der Bachelorarbeit soll der Einfluss von Designparametern von Wälzlagern auf die Lagersteifigkeit simulativ quantifiziert werden. Dazu soll ein vorhandenes Finite Elemente Methode (FEM)-Modell eines Planeten-trägerlagers parametriert werden, damit automatisiert eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt werden kann.
Das Ziel der Bachelorarbeit ist der quantifizierte Einfluss der Lagerdesign-parameter auf die Lagersteifigkeit.

Aufgaben:

• Parametrierung eines vorhandenen FEM-Modells
• Definition eines Prüfplans mittels Design of Experiments (DoE)
• Entwicklung eines Automatisierungsskriptes
• (Automatisierte) Sensitivitätsanalyse von Wälzlagerparametern

Voraussetzung:

• Interesse an Simulationen im Kontext der Windenergie
• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten
• Bereitschaft sich eigenständig in neue Themengebiete einzuarbeiten
• Vorkenntnisse im Bereich FEM (Abaqus) und/oder Programmierung (Python/Matlab) vorteilhaft

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Angenehmes Arbeitsklima und intensive Betreuung
• Flexible Arbeitszeiten und Möglichkeit zum Arbeiten im Homeoffice
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur anschließenden Tätigkeit am Institut als Wissenschaftliche Hilfskraft
• Sofortiger Beginn möglich oder nach Absprache

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Pascal Bußkamp, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
pascal.busskamp@cwd.rwth-aachen.de