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Schwingungsanalyse
Das Maschinenkonzept ist durch um eine vertikale Achse rotierende Teile in Form eines zylindrischen Behälters mit Einbauten charakterisiert. Der Schwingungsanalyse kommt dabei eine wesentliche Rolle zu. Ohne vorherige numerische Berechnung der Eigenfrequenzen der rotierenden Bauteile, die letztlich das ganze Maschinenverhalten bestimmen, und dem Ergreifen geeigneter konstruktiver Maßnahmen zur Dämpfung der Eigenschwingungen ist es unmöglich, eine betriebssichere Maschine herzustellen.
Diese Eigenfrequenzen können numerisch berechnet werden, wobei das Berechnungsspektrum alle Betriebszustände umfasst (Hochlauf auf Nenndrehzahl, Betrieb auf Nenndrehzahl, Stopplauf, Änderung der Betriebsdrehzahl, etc.). Aus den berechneten Frequenzen können nach eingehender Bewertung von Amplitude und Schwingungszustand geeignete konstruktive Maßnahmen abgeleitet werden, sodass ein Systemversagen durch eine Resonanzhavarie ausgeschlossen werden kann.

Zur Untersuchung der dynamischen Einflüsse zum Schwingungsverhalten der Versuchsanlage soll eine Berechnung mechanischer Schwingungen am Gestell mit einem zu erstellenden Rechenmodell erfolgen. Daraus abgeleitet sollte eine Abschätzung zu zulässigen Unwuchten bzw. anzubringenden Auswuchtgewichten der Versuchsmaschine getroffen werden.
Die theoretische Schwingungsanalyse für den Entwurf der MRI-Maschine soll als Parameter-Studie mit der Finite Elemente Methode (FEM) durchgeführt werden. Das Ziel ist, herauszufinden, wie sich die Eigenfrequenz der Maschine in Abhängigkeit der Parameter ändert.
Für die FEM - Berechnung ist ein geeignetes Modell zu finden. Unter rein mechanischen Gesichtspunkten sind die kritischen Drehzahlbereiche der Versuchsanlage anhand einer Parameterstudie abzuschätzen. Die zu variierenden Parameter sollen den Einfluss der Lageranordnung, der Masse des Überhanges und die Steifigkeit der Wellen berücksichtigen.
Hinsichtlich möglicher Einflussgrößen wie Lagerreibung und Aerodynamik soll eine Abschätzung für die Leerlauf- und die Nennleistung bei höheren Geschwindigkeiten erfolgen.
Neben räumlichen Gegebenheiten sind überlagerte Momente charakteristisch für die Aufgabenstellung.

Kenntnisse: FEM-Berechnung

Beginn: ab sofort