Verbesserung der Schwingungsvorhersage für große elektrische Antriebe

In dieser Arbeit wurde eine kritische Betrachtung der Übereinstimmung des realen und simulierten Schwingungsverhaltens von elektrischen Antrieben durchgeführt. Die Untersuchung begann mit einer Studie der verfügbaren Methoden zur Messung und Berechnung von Eigenfrequenzen und Eigenformen. Dabei wurde auf der Basis einfacher Experimente die Zuverlässigkeit der experimentellen und numerischen Methoden geprüft. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist eine Reihe von Empfehlungen bezüglich der Durchführung der Messungen und Simulationen. Eingeführt wurde die Methode der Modellanpassung, die ein einfaches Werkzeug zur Reduktion der Abweichungen zwischen Berechnung und Realität sein kann. Diese Methode wurde besonders hinsichtlich der physikalischen Bedeutung der Anpassung für die Reproduzierbarkeit der Berechnungsergebnisse von angepassten FE-Modellen untersucht. Ein separates Kapitel wurde dem Thema Dämpfung gewidmet. Zuerst wurden mathematische Modelle zur Beschreibung von drei relevanten Dämpfungsmechanismen vorgestellt, um sie anschließend hinsichtlich deren Anwendbarkeit bei der FE-Berechnung von Resonanzamplituden zu bewerten. Zusätzlich wurden Methoden vorgestellt, mit deren Hilfe die für die FE-Berechnung benötigten Dämpfungswerte experimentell ermittelt werden können. Alle bis dahin vorgestellten Verfahren wurden zu einem Arbeitsprozess dargelegt. An einem Beispiel wurde die komplette Vorgehensweise vorgestellt, die nötig ist, um ein FE-Modell zu erzeugen, dessen berechnete Eigenfrequenzen und Moden möglichst gut mit den Eigenfrequenzen und Moden eines realen Objektes übereinstimmen. Im weiteren Verlauf der Arbeit kommen die bereits gewonnenen Erkenntnisse zur Erstellung von FE-Modellen zweier Komponenten von elektrischen Antrieben zur Anwendung. Es handelte sich dabei um die Grundrahmen und die eisenfertigen Ständer. Die experimentell ermittelten Schwingungseigenschaften dienten auch als Vorlage zur Einführung von Verbesserungsmaßnahmen sowie zur Ermittlung von Fehlertoleranzen, die bei der Schwingungsvorhersage berücksichtigt werden müssen. Für beide Bauteile wurden spezielle Maßnahmen eingeführt, um die Güte der rechnerischen Vorhersage zu verbessern. Für die Grundrahmen wurden die Einflüsse der versteifenden Wirkung der Schweißverbindungen und den damit verbundenen Eigenspannungen untersucht. Während der Einfluss der thermischen Eigenspannungen vernachlässigt werden konnte, wurde für die geschweißten Stöße ein Ersatzmodell definiert, um die Berechnung der Eigenfrequenzen zu verbessern. Bei der Modellierung der eisenfertigen Ständer wurde die Methode der Modellanpassung eingesetzt, um mit Hilfe von deren mathematischen Anpassungsalgorithmen die Parameter des orthotropen Werkstoffmodells für die Blechpakete zu ermitteln. Die als Vergleichsbasis herangezogenen Messergebnisse zeigten, dass trotz vieler technologischer Eigenschaften der Blechpakte, die für eine Streuung der gemessenen Schwingungseigenschaften bei baugleichen Ständern verantwortlich sein konnten, eine hohe Reproduzierbarkeit der gemessenen Eigenfrequenzen zur erwarten ist. Die ermittelten Dämpfungswerte für das Grundrahmen und das Blechpaket führen zunächst zur niedrigen Reproduzierbarkeit der Berechnungsergebnisse im Vergleich zu den gemessenen Werten. Verlangt sind damit weitere Untersuchungen bezüglich der konstruktiven Einflussgrößen und der Messmethodik.

Author dc:creator

• Jungiewicz, Artur

Advisor dc:contributor.advisor

• Zehn, Manfred

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

de, German

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus4-50079
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4021

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/4318