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Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD – Prof. Dr.-Ing. Stephan Tremmel

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Funktionsintegrierende Maschinenelemente und -systeme

Weiterentwicklung konventioneller Maschinenelemente

Die Weiterentwicklung von Simulations- und Berechnungsverfahren dient der verbesserten Auslegung der Maschinenelemente, etwa indem deren Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit gesteigert wird.

Verfeinerte Simulationsmodelle konventioneller Maschinenelemente und hierauf aufbauende Metamodelle liefern die Basis für die vollständige, digitale Repräsentation von Maschinen und Anlagen.

Die experimentellen Untersuchungen dienen der Ermittlung von Kennwerten, der Analyse von Ausfallmechanismen, der Definition von Auslegungskriterien und Sicherheitsfaktoren, der Erweiterung von Auslegungsgrenzen oder der Verbesserung des Betriebsverhaltens.

Schwerpunkte liegen auf Kupplungen und Wälzlagerungen.

Mechatronische Maschinenelemente

Mechatronische Maschinenelemente stellen ein noch junges Forschungsgebiet dar. Grundgedanke ist, Maschinendaten nahe am jeweiligen Wirkorten zu erfassen und durch geeignete Datenverarbeitung auf den augenblicklichen Maschinenzustand rückzuschließen. Die Integration von Sensoren in ohnehin erforderliche Maschinenelemente, etwa Schrauben, Kupplungen oder Lager, liegt nahe. Herausforderungen bestehen darin, die Energieversorgung der Sensoren sicherzustellen, die Daten zuverlässig zu übermitteln und die zusätzlichen Komponenten weitgehend bauraumneutral in den Maschinenelementen zu integrieren, ohne deren Primärfunktion negativ zu beeinflussen.

Forschungsschwerpunkte liegen auf der Anforderungsdefinition, der Systemintegration von Sensoren, Aktoren und Lösungen für das Energy Harvesting sowie auf der Analyse der Auswirkungen der Funktionsintegration auf die mechanische Primärfunktion.

Experimentelle Untersuchungen in Modellversuchen und unter anwendungsnahen Bedingungen dienen der Konzeptvalidierung.

Für die mechatronischen Maschinenelemente werden Gestaltungsrichtlinien erarbeitet und Berechnungsvorschriften modifiziert.


Verantwortlich für die Redaktion: Stephan Brütting

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