Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Schwingungsphänomen auf der Spur

27.04.2011
Fraunhofer LBF untersuchte Strukturen an einer der größten Pumpen Indiens

Bei Industriepartnern ist das Know-how des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF auch gefragt, wenn es darum geht, Schwingungsphänomenen auf die Spur zu kommen.


Strukturuntersuchungen an einer der größten Pumpen Indiens. Foto: Fraunhofer LBF

Die Dimensionen der Untersuchungsobjekte können dabei sehr beachtliche Ausmaße erreichen, wie eines der jüngsten Beispiele zeigt. Ingenieure des Darmstädter Instituts nahmen den Prototypen einer der größten Wasserpumpen Indiens unter die Lupe.

Ziel der Untersuchungen war es, möglichst früh im Entwicklungsprozess die potenziell kritischen Schwachstellen zu identifizieren. Hierbei zeigte sich, dass die Vorteile der äußerst sensiblen Messtechnik des Fraunhofer LBF auch bei derart großen Objekten zum Tragen kommen. Denn diese Größenordnung zeigt bei synthetischer Anregung nur sehr geringe Amplituden der Schwingungsbeschleunigungen. Zudem liegen deren Eigenformen bereits im Bereich einiger Hertz.

Schwingende Pumpe
Bei den Strukturuntersuchungen wurde für den statischen Fall die sogenannte experimentelle Modalanalyse (EMA) angewandt, mit deren Hilfe Eigenschwingformen identifiziert und grafisch dargestellt werden können. Diese Technik wenden die LBF-Ingenieure meist an wesentlich kleineren Strukturen an, bei denen ein detailliertes Verständnis über das Schwingungsverhalten unabdingbar ist.

Neben der EMA greifen die Ingenieure am Fraunhofer LBF auf zahlreiche Strukturidentifikationsverfahren zurück. Dabei wird das Schwingverhalten sowohl unter der Einwirkung bekannter, als auch unbekannter Kräfte analysiert. Dies geschieht etwa mittels Beschleunigungssensoren, 3D-Laservibrometrie, Rotationslaservibrometrie oder Bildkorrelationsverfahren. In Indien kamen an der laufenden Maschine Betriebsdehnungsmessungen zum Einsatz.

Die Dimensionen der Wasserpumpe sind gewaltig: Motor und Welle haben eine Gesamthöhe von rund 17 Metern. Der Motor wiegt gut 35 Tonnen und die Rotormasse liegt bei weiteren 10 Tonnen. Die Durchflussmenge beträgt 10.000 Liter pro Sekunde, dabei erreicht der Motor eine Leistung von 3,5 Megawatt. Interessant ist die Erkenntnis, dass selbst Strukturen in der Dimension dieser Pumpe mit vielen Tonnen Gewicht nie starre Körper sind, sondern schwingen, ähnlich einer Gitarrenseite in einer durch die Konstruktion bestimmten Schwingungsform.

Dem Pumpenhersteller konnten die Wissenschaftler aussagekräftige Daten bereitstellen, mit deren Hilfe die Simulationsmodelle der Entwickler abgeglichen werden konnten. Dazu wurde die Pumpe sowohl im Stillstand als auch im Betrieb untersucht. Mit einer sehr empfindlichen Messtechnik, wie sie für den allgemeinen Maschinenbau eher unüblich ist, konnten sie weitgehende Aussagen zum Betriebsverhalten der Pumpe machen.

Verschmelzung verschiedenen Kompetenzen
Das Projekt in Indien hat auf beispielhafte Weise die klassische Kernkompetenz des Fraunhofer LBF „Betriebsfestigkeit“ und „Systemzuverlässigkeit“ mit der unter Institutsleiter Professor Holger Hanselka etablierten Entwicklung adaptronischer Systeme verbunden. Aufgrund der hohen messtechnischen Anforderungen der fachübergreifenden Disziplin Adaptronik verfügt das Darmstädter Institut über vielfältig einsetzbare Messtechnik zur Schwingungsanalyse. Sie kann auch solch tiefe Frequenzbereiche noch erfassen, wie Sie bei Strukturen der Größe von Brücken oder eben Kraftwerkspumpen auftreten können.

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.lbf.fhg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau
28.04.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten
27.04.2017 | EMAG eldec Induction GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie