Projektarbeiten

Untersuchungen von mechanischen und thermischen Beanspruchungen eines Schnellkochtopfes im Betrieb

• DMS Applikation für Messung bei erhöhten Temperaturen
• Hauptspannungsanalyse bei bekannter und unbekannter Hauptrichtung
• Vollbrückenschaltung mit Kompensationswiderständen
• Messung von Temperatur, Druck und Dehnungen
• Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des k-Faktors
• Dehnungen im „kalten Topf“ bei Betriebsdruck
• Dehnungen und Spannungen im Kochbetrieb
• CAD Modellierung
• Spannungsanalyse unter Anwendung der FEM

Durchführen einer Hauptspannungsanalyse in Bezug auf Hauptspannungen in Längs - und Umfangsrichtung und auftretender Druckspannung (Meridianspannung) in der Krempe des Klöpperbodens mittels Dehnmessstreifen und Finite Elemente Methode (FEM). Berücksichtigung der Temperaturänderung für DMS und Ersatzwiderstände.

Abweichungsanalyse von

• gemessenen DMS-Werten an Kesselmantel und Krempe mittels 120° Rosette,
• analytische ermittelte Werte aus der Kesselformel und
• FEM-Werten aus dem modellierten Rechenmodell.

Spannungs- und Schwingungsanalyse an einem mobilen Werkstattkran auf dynamische und statische Belastungen.

• DMS-Applikation (Biegung / Zug Druck)
• Starrkörper-Berechnung
• Betriebsfestigkeitsuntersuchungen
• FEM-Analyse
• Eigenschwingungsanalyse
• Lastkollektive
• Formzahlanalyse
• Abweichungsanalyse 

Beanspruchungsmessungen an einem Tiefeinsteiger während der Fahrt.

Inhalt der Projektarbeit:

• DMS-Applikation (Biegung / Zug Druck)
• Telemetrie
• Betriebsfestigkeitsuntersuchungen
• Lastkollektive
• Berechnungen
• Starrkörper Berechnung
• FEM-Analyse
• Abweichungsanalyse

Spannungsanalyse an einer unterschiedlich angeschlagenen Traverse. Die Anschlagpunkte für Lastaufnahme und Anschlagkette sind variabel.

• Anschlagketten (nicht lehrenhaltig) DIN 5887 Güteklassen, Anschlagwinkel, Belastungsfaktor
• Vergleichende Untersuchung der unterschiedlichen Verfahren zur Messung von Zug, Druckspannungen mittels DMS
• Einfluss des Anschlagwinkels auf die Beanspruchung der Traverse und der Kette
• CAD-Modellierung und FEM-Analyse
• Einfluss des exzentrischen Lastangriffes (bedingt durch Lage der Lasthaken) auf die gemessenen Spannungen (Messung, FEM-Analyse)
• Erstellung von Lastkollektiven für simulierte Betriebszustände
• Modalanalyse (Eigenschwingungen in Abhängigkeit von den Anschlagpunkten)

Die Unwuchtermittlung erfolgt nach dem Einflusskoeffizientenverfahren

• Unwuchtbestimmung in drei Läufen
• Weg- bzw. Beschleunigungen des Laugenbehälters werden über Einflusskoeffizienten mit den komplementären Unwuchten zweier Ebenen in Beziehung gebracht.

Die Erfassung des resultierenden Biegemoment erfolgt über DMS-Applikation

• Dehnungsmessstreifen befinden sich zwischen den Lagersitzen der fliegenden Lagerung.
• Mit zwei Halbbrückenschaltungen wird die Wellendurchbiegung in beiden Querachsen erfasst
• Die Messsignale werden über ein Telemtriesystem an den Messverstärker geführt.
• Überprüfung des analytischen Ersatzmodells und des Spannungsverlaufes an der DMS-Messstelle mittels strukturmechanischer Analyse (FEM)

Anlass zu dieser Untersuchung waren Schäden an den Fundamenten realer WEAn. Diese führten in der Vergangenheit und Gegenwart teilweise zu kompletten Umstürzen.

Der Modell-Turm besteht aus einem Stahlrohr, welches über vier Stützen auf einer Bodenplatte befestigt ist. Die Stützen leiten die Kraft über Hülsen, auf denen Dehnmessstreifen aufgebracht sind in die Bodenplatte ein. Durch diese Konstruktion können die Druck‑ und Zugkräfte, welche auf das Fundament wirken, gemessen werden. Die Gondel des WEA-Modells ist drehbar auf dem Stahlrohr gelagert, so dass eine Rotation der Gondel ermöglicht wird. Die Rotationsbewegung wird dabei über einen Azimutmotor, der die Rotationsbewegung über ein Kettengetriebe weiterleitet, übertragen. Die Rotationsbewegung des Windrades wird über einen zweiten Motor, der sich ebenfalls in der Gondel der Anlage befindet, gesteuert.

Schwerpunkte der Untersuchung:

• Ermittelung der Eigenfrequenzen des Triebstanges.
• Berechnung der Massenträgheitsmomente um die drei Bewegungsachsen für die Kipp-, Nick- und Gierschwingung.
• Beurteilung der Schwingungen nach VDI 3834. Um Aufschluss über kritische Drehzahlen zu erhalten wird als zusammenfassender Überblick ein Campbell-Diagramm (Resonanzschaubild) erstellt.
• Beanspruchungsmessungen aus Notstop und Kreiseleffekt.
• Vergleich der Fundamentlasten des WEA-Modells im Labor für Förder‑ und Getriebetechnik mit realen Windkraftanlagen. 

• Auslegung der fördertechnischen Elemente: Seil, Laufräder, Kranbrücke, Hubmotor, Bremsen
• Optische Verformungsmessung der Kranbrücke
• Ermittlung des Biegespannungsverlaufes mittels DMS und analytisch
• CAD-Modellierung
• FEM Analyse
• Betriebsfestigkeituntersuchung und Lastkollektivbildung
• Ermittlung von Steifigkeit / Masse und Dämpfungsgrad
• Modalanalyse: mit und ohne Last

Nachweis der Betriebsfestigkeiten von Brückenträger, Seil, Befestigungsbolzen der Kranbahn, Hubmotor und Laufräder unter dynamischer Beanspruchung. Hauptspannungsanalyse an unsymmetrischen Querschnittsprofilen und Querschnittsverengungen des geschweissten Profil-Brückenträgers. Bestimmen von Steifigkeit und Eigenfrequenz (Modalanalyse) mit und ohne Last. Zusätzlich zur DMS-Messung wird die Kranbrückendurchbiegung mit dem Theodolit ermittelt.

Abweichungsanalyse von:

• gemessenen DMS-Werten
• analytische ermittelte Werte
• FEM-Werten aus dem modellierten Rechenmodell
• Theodolitmessung