Aktuelle Forschungsprojekte

Methodenbaukasten zur ganzheitlichen akustischen Simulation

Vor dem Hintergrund der erwarteten Neueinführung bzw. Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für im freien betriebene Maschinen im Rahmen der Aktualisierung
der Outdoor Noise Richtlinie [Richtlinie 2000/14/EG] ab 2019 sind erhöhte maschinenakustische Anforderungen an Maschinen in der Baumaschinenund
Fördertechnikbranche zu erwarten. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer methodischen Vorgehensweise, die es dem Anwender ermöglicht, die Gesamtschallemission
einer komplexen Maschine bereits während der Entwicklungsphase zuverlässig abzuschätzen und Maßnahmen zur Lärmminderung zu
bewerten. Dazu wird eine Luftschallausbreitungssimulation unter Berücksichtigung der direkten Luftschallpfade und optional der indirekt Luftschall anregenden
Körperschallpfade auf Basis der Raytracing-Methode verwendet.

Poster Methodenbaukasten.pdf


Abgeschlossene Forschungsprojekte

Ersatzmodellierung und Parametrierung nichtlinearer Schnittstellenelemente

IGF-Vorhaben 18420 N des FKM e.V.
Akustikprojekt

Die Lärmminimierung von mobilen Baumaschinen ist eine wichtige Aufgabe der Maschinenhersteller, da der Gesetzgeber immer strengere Grenzwerte vorgibt und leise Baumaschinen durch die erhöhte Sensibilisierung bzw. Komforterwartung von Anwender und Umfeld einen Wettbewerbsvorteil bieten können. Vor dem Hintergrund entwickelt die AG Baumaschinen- und Fördertechnik simulationsgestützte Methoden, die durch Maschinenhersteller entwicklungsbegleitend eingesetzt werden können. Damit bekommt der Maschinenhersteller die Möglichkeit, bereits vor Fertigstellung des ersten Prototypen eine akustische Bewertung und ggf. Optimierung durchführen zu können. Im aktuell abgeschlossenen Forschungsprojekt sind dazu die akustischen Eigenschaften von typischen Schnittstellenelementen (bspw. Elastomerlager) untersucht und geeignete Simulationsansätze abgeleitet worden. Weitere Details zu dem Forschungsprojekt finden Sie hier:
Schlussbericht Schnittstellenelemente.pdf

Dieses Forschungsprojekt (IGF-Vorhaben 18420 N der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. - FKM, Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am Main) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.


Festigkeitsbewertung ausgewählter Komponenten vernetzter Mehrphasen-Transportsysteme bei Verwendung alternativer Werkstoffe

Verbundprojekt: MPNet - Maritime Multiphasentransportnetzwerke - Fördertechnologie zum bedarfsgerechten Transport von Mehrphasengemischen

Stetig steigende Anforderungen an die Komponenten vernetzter Mehrphasen-Transportsysteme in Sub-Sea und Off-Shore Anwendungen und die Forderung nach dem Nachweis eines zuverlässigen und wartungsfreien Betriebs derartiger Systeme machen die Einbeziehung alternativer Werkstoffe und deren Berücksichtigung in der Festigkeitsnachweisführung notwendig. Da keine ausreichend ausformulierten Nachweise für die in diesem Zusammenhang relevanten Werkstoffgruppen existierten, schuf dieses Teilprojekt, bezogen auf das beschriebene maritime Anwendungsumfeld, eine entsprechende Basis.
Hierzu wurde eine Referenzkomponente ausgewählt und in einem detaillierten Finite-Elemente-Simulationsmodell abgebildet. Auf Basis der ganzheitlichen Erkenntnisse zur Beanspruchungssituation wurden nun für die drei alternativen Werkstoffgruppen sowie für einen Referenzedelstahl Ersatz-Geometrie Proben abgeleitet, welche eine vergleichende Bewertung der Tragfähigkeit dieser Komponente für die genannten Werkstoffe unter Beibehaltung der Beanspruchungssituation, jedoch in einem reproduzierbaren und wirtschaftlichen Prüfumfeld ermöglichen. Zusätzlich wurden für den untersuchten Nickel-Basis Werkstoff ausgewählte Schwingfestigkeitseinflüsse anhand von speziell entwickelten Einflussproben untersucht und Einflussfaktoren für den Berechnungsablauf abgeleitet. Abschließend wurden die gewonnenen Erkenntnisse anhand der Referenzkomponente verifiziert.

Laufzeit des Vorhabens: 01.06.2014-30.09.2017
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags (Förderkennzeichen: 03SX373C).
Weitere Informationen: Schlussbericht des Teilvorhabens


Nachweis der Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit ausgewählter Komponenten von Downhole Mehrphasenpumpen Aggregaten (MDA)

Verbundprojekt: VMPT - Vernetzte Mehrphasentransporttechnik, Sub Sea, Off- und Onshore, (Deutsch-Russische Forschungs- und Entwicklungskooperation)

Mehrphasenfördersysteme für Kohlenwasserstoffe im Subsea-, On- und Offshore-Einsatz müssen besonders hohe Anforderungen an Standzeit und Betriebszuverlässigkeit erfüllen, da als Folge eines Störfalls gravierende ökonomische und ökologische Schäden entstehen können. Mit dem Mehrphasen Downhole Agregat (MDA) wurde erstmals ein Pumpensystem für den Einsatz im Bohrloch konzipiert. Die extremen Bauraumrestriktionen bei gleichzeitig unverändert hoher Förderleistung und durch den Downhole-Einsatz verschärften Betriebsbedingungen machen bei der Realisierung eines MDA-Prototyps neue technische Lösungen notwendig. In diesem Teilprojekt wurden bestehende Nachweiskonzepte auf die neuen Gegebenheiten erweitert.
Entsprechend der neuen Betriebsbedingungen wurden potenziell geeignete Werkstoffe ermittelt und für diese Möglichkeiten für die Festigkeitsberechnung recherchiert. Parallel zum Entwicklungsprozess des MDA-Demonstrators wurden Last- und Beanspruchungsmodelle für die relevanten Komponenten auf Basis numerischer Methoden zu entwickelt und mit deren Hilfe ein erster Festigkeitsnachweis der Komponenten durchgeführt. Anschließend wurde auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse die Grundlagen für eine praxisgerechte Methodik zum Festigkeitsnachweis gelegt, indem parametrische Berechnungsmodelle für die als relevant identifizierten Komponenten erstellt wurden, welche die Lasten, Beanspruchungen und Beanspruchbarkeiten ohne den Einsatz umfangreicher numerischer Modellierung der konkreten Geometrie bereitstellten.

Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2011-30.04.2014
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags (Förderkennzeichen: 03SX321E).
Weitere Informationen: Schlussbericht des Teilvorhabens