Gleitlager
In der FVA-Workbench können hydrodynamische Gleitlager in verschiedenen Detaillierungsstufen berücksichtigt werden. Beim Einfügen ins Modell wird zunächst zwischen einem Radial- oder Axialgleitlager unterschieden:
Detail | Radialgleitlager | Axialgleitlager |
|---|---|---|
Gering | Lineare Steifigkeit | Lineare Steifigkeit |
Mittel | Gleitlagertabelle | - |
Hoch | Gleitlager Co-Simulation | Gleitlager Co-Simulation |
Detaillierungsstufen Radialgleitlager
Lineare Steifigkeit
Ermöglicht die Eingabe einer Senk- und Kippsteifigkeit an der Lagerstelle im mechanischen Gesamtsystem. Per Default ist das Lager senksteif und kippweich. Zur Ankoppelung an FEM-Strukturen können darüber hinaus die Lagerbreite sowie Innen- und Außendurchmesser des Lagers angegeben werden. Es besteht die Option im Nachgang an die Gesamtsystemberechnung eine detaillierte Gleitlagersimulation anhand der im System ermittelten Lagerreaktionskraft durchzuführen.
Im Editor kann kann der Detailgrad der Berechnung (1) ausgewählt werden. Im Anschluss an eine Gesamtsystemberechnung kann eine Gleitlagersimulation (2) durchgeführt werden.
Gleitlagertabellen
Bei dieser Berechnungsmethode wird unter der Annahme der Gültigkeit der Ähnlichkeitstheorie das Betriebsverhalten von Radial-Gleitlagern anhand hinterlegter dimensionsloser Kennfelder approximiert um einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Rechenzeit zu erzielen. Diese Kennfelder wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens FVA 668 II in Anlehnung an die DIN 31657 erstellt.
Im Vergleich zu einer steifen Betrachtung der Gleitlager mit anschließender Detailsimulation wird das Systemverhalten mit Gleitlagertabellen wesentlich besser abgebildet. Auch die Lagerbelastung und die Lastverteilung werden zum Teil deutlich besser ermittelt und die Gleitlagerverluste können im Gesamtsystem berücksichtigt werden.
Es stehen Kennfelder für die Bauformen Festsegmentlager, Kippsegmentlager und Offset-Halves-Lager zur Verfügung. Je nach Bauform sind einige relevante Kenngrößen wie die Anzahl der Segmente, die Profilierung oder der Segmentumschließungswinkel anzugeben. Es besteht die Option im Nachgang an die Gesamtsystemberechnung eine detaillierte Gleitlagersimulation anhand der im System ermittelten Lagerreaktionskraft durchzuführen.
Gleitlager Co-Simulation
Ermöglicht die detaillierte Modellierung und Simulation des Radialgleitlagers nach FVA 577. Das zugrundeliegende Thermo-Elasto-Hydrodynamische Berechnungsmodell wurde am ITR der TU Clausthal entwickelt und in zahlreichen Prüfstandsversuchen validiert. Das Lager wird im Gesamtsystem im Rahmen einer Co-Simulation berücksichtigt, d.h. in jedem Iterationsschritt wird für den aktuellen Betriebspunkt das Steifigkeitsverhalten des Lagers detailliert simuliert. Die hohe Ergebnisgüte dieser Variante erfordert allerdings deutlich längere Rechenzeiten als die anderen Detaillierungsstufen.
Berechnung Axialgleitlager
Lineare Steifigkeit
Ermöglicht die Eingabe der Steifigkeiten an der Lagerstelle im mechanischen Gesamtsystem. Per Default ist das Lager steif in axialer Richtung. Zur Ankoppelung an FEM-Strukturen können darüber hinaus die Lagerbreite sowie Innen- und Außendurchmesser des Lagers angegeben werden. Es besteht die Option im Nachgang an die Gesamtsystemberechnung eine detaillierte Gleitlagersimulation anhand der im System ermittelten Lagerreaktionskraft durchzuführen.
Gleitlager Co-Simulation
Ermöglicht die detaillierte Modellierung und Simulation des Axialgleitlagers nach FVA 668. Das zugrundeliegende Thermo-Elasto-Hydrodynamische Berechnungsmodell wurde am ITR der TU Clausthal entwickelt und in zahlreichen Prüfstandsversuchen validiert. Das Lager wird im Gesamtsystem im Rahmen einer Co-Simulation berücksichtigt, d.h. in jedem Iterationsschritt wird für den aktuellen Betriebspunkt das Steifigkeitsverhalten des Lagers detailliert simuliert. Die hohe Ergebnisgüte dieser Variante erfordert allerdings deutlich längere Rechenzeiten.