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Kopplung von Hydrodynamik und FEM mit der CADFEM Extension Tribo-X inside Ansys zur Simulation und Optimierung hydrodynamischer Gleitlager.

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Tribo-X inside Ansys - effiziente Simulation von hydrodynamischen Radialgleitlagern

Ob Gleitlagerkoeffizienten berechnen, Lagerverformungen, Mischreibungen oder Kavitation - mit Tribo-X inside Ansys wird das Verhalten gleitgelagerter Wellen in seiner ganzen Komplexität umfassend abgebildet. Die Bestimmung der optimalen Dimensionierung von Gleitlagern und Rotoren lässt sich mit Tribo-X in kürzester Zeit durchführen und direkt am CAD-Modell in Ansys Mechanical visualisieren.

PRODUKTBESCHREIBUNG

Berechnung hydrodynamischer Gleitlager bei variablen Betriebszuständen

Die Belastbarkeit und Lebensdauer von hydrodynamischen Gleitlagern ergibt sich aus der optimalen Dimensionierung von Welle, Lager und Lagergehäuse. Mit Tribo-X inside Ansys lassen sich schnelle Parameterstudien binnen Sekunden oder Minuten durchführen, um das Lagerdesign den unterschiedlichen Anwendungsfällen anzupassen.

Highlights im Überblick

  • Vollständige Integration der Gleitlagerberechnung mit Tribo-X in Ansys Workbench
  • Kurze Berechnungszeiten trotz hohem Detaillierungsgrad
  • Berücksichtigung elastischer Verformungen des Lagers (EHD) und deren Rückwirkung auf die Spaltgeometrie
  • Vollständige Abbildung der Stribeckkurve durch Berücksichtigung von Oberflächenrauheiten
  • Identifikation drehzahl- und lastabhängiger Lagerkoeffizienten für weitergehende Rotordynamik-Analysen
  • Einfache Durchführung von Parameterstudien durch vollparametrischen Workflow

Ergänzungsmodul „Lineare Rotordynamik“

Mit diesem Modul können die drehzahlabhängigen Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften eines Gleitlagers genau berechnet werden.

Das Schwingungsverhalten gleitgelagerter Rotoren wird durch die Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften des Gleitlagers beeinflusst. Die Lagereigenschaften sind dabei stark abhängig von Drehzahl und Betriebslast und tragen maßgeblich zu einem stabilen Betrieb des Rotors bei. Mit dem Modul lassen sich Gleitlagerkoeffizienten für jeden Betriebszustand ermitteln und für die nachfolgende Rotordynamikanalyse in Ansys verwenden.

Ergänzungsmodul „Thermo“

Mit diesem Modul kann der Einfluss der Temperatur auf das Betriebsverhalten des Gleitlagers berücksichtigt werden

Je nach Betriebspunkt ändert sich auch die Temperatur im Lager. Dies führt zu lokal unterschiedlichen Viskositäten des Schmierstoffs und beeinflusst maßgeblich das Tragverhalten des Gleitlagers. Neben der Dimensionierung spielt auch das Lagerdesign eine wichtige Rolle beim Abtransport der entstehenden Wärme. Mit dem Modul wird der Temperatureinfluss im Gleitlager umfassend berücksichtigt und ermöglicht so ein optimales thermisches Management.

Ergänzungsmodul „Mischreibung“

Mit diesem Modul kann eine hydrodynamische Lageranalyse unter Berücksichtigung der Oberflächenrauheiten von Lager und Welle durchgeführt werden.

„Glatte" Oberflächen kommen in der Praxis nicht vor. Stattdessen durchlaufen hydrodynamische Radialgleitlager bei An- und Auslaufvorgängen, hohen Belastungen und niedriger Viskosität das Mischreibungsgebiet. In diesem Übergangsgebiet spielen Oberflächenrauheit von Lager und Welle eine große Rolle. Mit dem Modul wird die Rauheit umfassend berücksichtigt und ermöglicht so die vollständige Berechnung der Stribeckkurve.

ZUVERLÄSSIG UND BELASTBAR

CADFEM ist der richtige Partner für Sie.

Seit über 35 Jahren gestalten und begleiten wir die Einführung von Simulation bei unseren Kunden – vom Ingenieurbüro bis zum großen Konzern. Diese vielfältige Erfahrung nutzen wir, um auch Ihren Einstieg in die Simulation zum Erfolg zu führen. Die Anschaffung der Software ist dabei nur der Beginn. Als Partner begleiten wir Sie Schritt für Schritt – mit einer intensiven technischen Betreuung und einer strategischen Beratung, die Ihre Ziele langfristig sichert.

Bitte kontaktieren Sie uns für mehr Informationen.

Johannes Raitmair
Leiter Technik Österreich, CADFEM (Austria) GmbH, Innsbruck
Roland Peckl
Entwicklungsingenieur, ANDRITZ AG

Für meine Anwendungsfälle kommen überwiegend wassergeschmierte hydrodynamische Gleitlager zum Einsatz. Diese gehen häufig mit einer turbulenten Strömung im Schmierspalt des Lagers einher. Entsprechend wichtig ist für uns die Berücksichtigung derartiger Phänomene in der Gleitlagersimulation. Was mir an Tribo-X inside ANSYS besonders gut gefällt, ist die einfache Bedienbarkeit sowie die kurzen Antwortzeiten für eine Gleitlageranalyse. So sind wir in der Lage verschiedene Betriebszustände zu berechnen, um so die Realität noch besser abzubilden.

Mark Bludszuweit
Geschäftsführer, MET Motoren- und Energietechnik GmbH

Tribo-X hat sich als praktikables Tool zur schnellen und effizienten Gleitlagerberechnung und –optimierung erwiesen. Es wurde von uns bereits bei Lagern für große Turbinen, Dieselmotoren und Mikropumpen erfolgreich angewandt. Durch die Analyse der Druck- und Schmierfilmverteilung können wir uns innerhalb kurzer Zeit einen Überblick über die Eigenschaften des Lagers bezüglich seines Einsatzes und verschiedener Betriebspunkte verschaffen. Effekte wie die Elastizität des Lagerbereichs oder Rauigkeiten lassen sich sehr gut einbinden. Komplexere Fragestellungen wie z.B. die Änderung der Gleichgewichtszustände bei Lagerovalitäten konnten analysiert werden. Bei der Bewertung von praktisch relevanten Details wie Nuten oder Ausschabungen ist die Software sehr hilfreich für uns.

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Geeignet für Berechnungsingenieure und Konstrukteure, die einen ersten Einblick in Aufbau und Leistungsumfang der CADFEM Extension Tribo-X inside Ansys zur Berechnung und Simulation von hydrodynamischen Gleitlagern bekommen möchten.