Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vibrationen den Schwung nehmen

01.09.2016

SMM: Simulationssoftware für adaptronische Systeme

Dieselmotoren vibrieren. Das belastet Bauteile von Schiffen enorm. Adaptronische Systeme können die Schwingungen wirksam reduzieren. Auf der Schifffahrtsmesse SMM zeigen Fraunhofer-Forscher ein Simulationswerkzeug, mit dessen Hilfe diese Systeme effizient entwickelt werden können: Die »Mechanical Simulation Toolbox« ist ab sofort am Markt zu haben und einfach zu bedienen.


Auf Schiffen entstehen enorme Schwingungen. Auslöser sind die leistungsstarken Dieselmotoren.

© Fraunhofer LBF

Langsam legt das große Containerschiff vom Kai ab. Im Innern des Schiffrumpfs wummern die Diesel-Zweitakt-Motoren. 60 000 Kilowatt Leistung bringen alles zum Schwingen: Die Anschlüsse am Motor, die Hochdruckleitungen für Treibstoff und Schmieröl, den Antriebsstrang, Treppen, Stufen, Boden und Decken aus Stahl – einfach alles.

Die Schwingungen übertragen sich auf den gesamten Schiffkörper. »Ein massives Problem: Die Vibrationen stören nicht nur, sie schädigen auch wichtige Bauteile des Schiffs«, sagt Heiko Atzrodt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt.

Keine unnötigen Prototypen

Adaptronische Systeme helfen, die Schwingungen zu reduzieren. Das LBF hat eine Simulationssoftware programmiert, mit deren Hilfe diese Systeme effizient entwickelt werden können. Die »Mechanical Simulation Toolbox« stellen die Wissenschaftler auf der Schifffahrtsmesse SMM von 6. bis 9. September 2016 in Hamburg vor.

»Erstmals ist eine Simulationssoftware für adaptronische Systeme verfügbar. Bislang existiert für derartige Systeme kein durchgängiger Entwicklungsprozess. Entsprechende Software gibt es bislang nur als Insellösungen«, berichtet der studierte Mechaniker.

Mit der Toolbox können Schiffbauer adaptronische Systeme Schritt für Schritt einfach am Rechner entwerfen. »Das spart Zeit und Kosten für teure Prototypen. Systeme können gleich von Anfang an optimal ausgelegt werden«, nennt Atzrodt als Vorteile. Das LBF implementiert die Software und ist Servicedienstleister.

Die Toolbox ist im hessischen Forschungsförderprogramm LOEWE entstanden (Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz). Partner des LBF im Adaptronik-Projekt LOEWE-Zentrum AdRIA (Adaptronik – Research, Innovation, Application) in Darmstadt sind die Technische Universität sowie die Hochschule Darmstadt. Die virtuelle Simulationsumgebung ist nicht auf die Schifffahrt beschränkt. »Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo Schwingungen entstehen – und sie ist ab sofort zu haben«, informiert Atzrodt.

Passive und aktive Systeme

Mit Hilfe der Software lassen sich passive und adaptronische Systeme zur Schwingungsminderung am Computer simulieren. Bei passiven Systemen wird keine zusätzliche elektrische Energie eingeleitet. Sie wirken alleine durch ihren Aufbau. Federn und zusätzliche Massen beispielsweise reduzieren die Schwingungen von Brücken, Motoren- oder Getriebelagern, indem sie die Übertragungspfade modifizieren. »Diesen Systemen sind jedoch gerade für mobile Anwendungen Grenzen gesetzt, da sie hier nicht beliebig groß und schwer werden dürfen«, erklärt Atzrodt.

Dann kommen adaptronische Systeme ins Spiel. Diese Bauteile wandeln zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie um und wirken so aktiv den Schwingungen entgegen. Dadurch sind sie trotz geringerem Gewicht und geringerer Größe leistungsfähiger. Die Toolbox des LBF simuliert das schwingende sowie das benötigte adaptronische System. Das virtuelle System kann angefangen beim einfachen Modell später komplex aufgebaut werden.

Atzrodt, gleichzeitig Geschäftsführer der Fraunhofer-Allianz Adaptronik, in der insgesamt sechs Fraunhofer-Institute organisiert sind: »Am LBF beschäftigen wir uns seit über 15 Jahren mit adaptronischen Systemen und deren Simulation. Wir arbeiten dabei sehr eng mit der Industrie zusammen. Die Adaptronik wird stets bedeutender und die Nachfrage nach einer allgemein erhältlichen Simulationssoftware nahm in den letzten Jahren stetig zu. Wir haben in der Vergangenheit unsere Expertise deshalb verstärkt dafür eingesetzt, das benötigte Produkt zu entwickeln. Nun ist es am Markt zu haben.«

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/september/vibration...

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer Forschung Kompakt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Intelligente Sensoren mit System
29.05.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise