20 JAHRE - Bayerische Forschungsstiftung
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mechatroniK abgeschLossene ProJeKte ProJeKtLeitung technische universität münchen Lehrstuhl für Flugantriebe boltzmannstraße 15 85748 garching Prof. Dr.-ing. hans-Peter Kau tel. 089 / 28916165 Fax 089 / 28916166 www.lfa.mw.tum.de kau@tum.de ProJeKtPartner man Diesel & turbo www.mandieselturbo.com 50 Dynamische Impellerschaufelbelastung amplitude des statischen Drucks der ersten harmonischen in hochbelasteten turbomaschinen führt die interaktion zwischen feststehenden und rotierenden schaufelreihen zu breitbandigen anregungsspektren der bauteile mit signifikanten amplituden. Diese großen mechanischen Lasten können zum Versagen des Verdichters führen. im Fokus des Forschungsvorhabens stand, die anregungsmechanismen der impellerbeschaufelung in radialverdichtern unter berücksichtigung der instationären schaufelreiheninteraktion mit dem Diffusor bei verschiedenen betriebspunkten zu analysieren. anschließend sollte das anregungsspektrum auf die signifikanten anteile reduziert und eine Korrelation zwischen stationärer strömung und anregung hergeleitet werden. Die strömungsphänomene im Laufrad-Diffusor-schaufelkanal eines radialverdichters wurden mittels instationärer numerischer berechnungsverfahren detaillierter untersucht. auf grundlage dieser berechnungen konnten die dynamischen schaufellasten und die kri- tischen anregungsfrequenzen des Laufrades ermittelt werden. mithilfe von neu entwi- ckelten interpolationsalgorithmen wurden die kritischen Druckamplituden vom cFD- modell auf ein mechanisches modell übertra- gen. Die dynamischen Drucklasten wurden dabei entweder durch eine diskrete anzahl von einzelkräften oder als nahezu kontinuierliche Druckverteilung aufgeprägt. Die Ferechnungen zeigten eine starke abhängig- keit der berücksichtigten anteile der Druckamplituden. nur unter berücksichtigung der anregung an schaufel und nabe konnte eine gute Übereinstimmung mit den messdaten in allen untersuchten betriebspunkten erreicht werden. Die dabei verwendete strukturelle Dämpfung wurde konsistent gewählt. aus den stationären cFD-rechnungen konnten keine dynamischen anregungskräfte für die Fe-analyse abgeleitet werden, was durch die starke Lokalität der auftretenden mechanismen zu erklären ist.
IMTP: Integration der MakroMID-Technologie im Pkw ermittlung elektrischer eigenschaften berechnung der wärmeleistung einbinden neu entwickelter algorithmen Flamecon ® (caD/cam) imtP Plug-in für catia V5 (caD/cam) Links: Projektübersicht mit Partnern und abarbeitung; rechts: thermographieaufnahme der bestromten Leiterbahnen eine neue entwicklungsmethodik für Fahrzeugkomponenten entstand durch die untersuchung und berechnung des erwärmungsverhaltens von räumlichen Leitungsstrukturen sowie durch die implementierung eines Konstruktionswerkzeugs mit anbindung des metallisierungsverfahrens. alternativ zu den bisher eingesetzten Kupferkabeln sollen sogenannte makro-miD-bauteile in das bordnetz von Kraftfahrzeugen integriert werden. makro-miD ermöglichen die Zusammenführung mechanischer und elektrischer Funktionen auf einem kompakten bauteil. Für ihre herstellung sind Fertigungsverfahren zu entwickeln, mit denen elektrische Verbindungen auf beliebigen substraten aufgebracht werden können. Für dieses Projekt stand ein thermisch-kinetisches Verfahren zur Verfügung; als praktisches anwendungsbeispiel diente eine armauflage, die mittels der dargestellten technik zu beheizen war. Ziele des Projektes waren die berechnung der Leiterstrukturen zur teilautomatisierten Konstruktion eines heizmäanders und die entwicklung einer automatischen einrichtung zur umsetzung der gefundenen algorithmen. Voraussetzung war eine thermische und elektrotechnische analyse der beschichtung hinsichtlich ihrer isolations- und Leitereigenschaften. Dafür war es notwendig, die thermischen und elektrischen eigenschaften der isolations- und Leitermaterialien thermische messung und simulation caD-cam-Kette automatisierte Konstruktion zu untersuchen und so zu quantifizieren, dass sie in den ebenfalls zu entwickelnden rechenalgorithmus eingebunden werden konnten. im rahmen des Vorhabens ist es gelungen, ein Plug-in für das Konstruktionssystem catia zu entwickeln, mit dem die thermischen und elektrischen eigenschaften eines mit der Leiterstruktur beschichteten bauteils berechnet werden können. mechatroniK abgeschLossene ProJeKte ProJeKtLeitung Leoni bordnetz-systeme gmbh technology & innovation Flugplatzstraße 74 97318 Kitzingen Dipl.-ing. robert süß-wolf tel. 09321 / 304 388 Fax 09321 / 304 232 www.leoni.com robert.suess-wolf@leoni.com ProJeKtPartner Dst Dräxlmaier systemtechnik gmbh Vorentwicklung www.draexlmaier.de Friedrich-alexander-universität erlangen-nürnberg Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FaPs) www.faps.de universität der bundeswehr münchen Fakultät für elektrotechnik und informationstechnik www.unibw.de 51
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eigenschaften<br />
berechnung<br />
der wärmeleistung<br />
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entwickelter algorithmen<br />
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(caD/cam)<br />
imtP<br />
Plug-in für catia<br />
V5 (caD/cam)<br />
Links: Projektübersicht mit Partnern und abarbeitung; rechts: thermographieaufnahme der bestromten<br />
Leiterbahnen<br />
eine neue entwicklungsmethodik für Fahrzeugkomponenten entstand durch die untersuchung<br />
und berechnung des erwärmungsverhaltens von räumlichen Leitungsstrukturen<br />
sowie durch die implementierung eines Konstruktionswerkzeugs mit anbindung des<br />
metallisierungsverfahrens.<br />
alternativ zu den bisher eingesetzten Kupferkabeln<br />
sollen sogenannte makro-miD-bauteile<br />
in das bordnetz von Kraftfahrzeugen integriert<br />
werden. makro-miD ermöglichen die<br />
Zusammenführung mechanischer und elektrischer<br />
Funktionen auf einem kompakten<br />
bauteil. Für ihre herstellung sind Fertigungsverfahren<br />
zu entwickeln, mit denen elektrische<br />
Verbindungen auf beliebigen substraten<br />
aufgebracht werden können. Für<br />
dieses Projekt stand ein thermisch-kinetisches<br />
Verfahren zur Verfügung; als praktisches<br />
anwendungsbeispiel diente eine<br />
armauflage, die mittels der dargestellten<br />
technik zu beheizen war.<br />
Ziele des Projektes waren die berechnung<br />
der Leiterstrukturen zur teilautomatisierten<br />
Konstruktion eines heizmäanders und die<br />
entwicklung einer automatischen einrichtung<br />
zur umsetzung der gefundenen algorithmen.<br />
Voraussetzung war eine thermische<br />
und elektrotechnische analyse der beschichtung<br />
hinsichtlich ihrer isolations- und Leitereigenschaften.<br />
Dafür war es notwendig,<br />
die thermischen und elektrischen eigenschaften<br />
der isolations- und Leitermaterialien<br />
thermische<br />
messung und<br />
simulation<br />
caD-cam-Kette<br />
automatisierte<br />
Konstruktion<br />
zu untersuchen und so zu quantifizieren, dass<br />
sie in den ebenfalls zu entwickelnden rechenalgorithmus<br />
eingebunden werden konnten.<br />
im rahmen des Vorhabens ist es gelungen,<br />
ein Plug-in für das Konstruktionssystem<br />
catia zu entwickeln, mit dem die thermischen<br />
und elektrischen eigenschaften<br />
eines mit der Leiterstruktur beschichteten<br />
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