Success Story
Software as a service - High-end Gleitlagerberechnung für alle
AC²T entwickelt ein webbasiertes Tool zur Simulation und Auslegung von Gleitlagern
Gleitlager – seit Jahrtausenden bewährt
Flüssigkeits- oder Fett-geschmierte Gleitlager werden als langlebige und kostengünstige Lösung in vielfältigen Anwendungen und Größenordnungen zur Lagerung von Wellen oder Achsen eingesetzt. Sie sind die ursprünglichste Form – quasi das „Urlager“ – das seit Erfindung des Rades und der Töpferscheibe verwendet wird. Die traditionelle maschinenbauliche Auslegung erfolgt nach empirischen Formeln, Tabellen und Erfahrungswerten. Für heutige Einsatzbedingungen, mit extremen Anforderungen an Lebensdauer und Energieeffizienz, sind jedoch neue Werkstoffe und Oberflächenbearbeitungen nötig. Um die tribologische Performance von neuen Technologien voraussagen zu können, das umfasst geringe Reibung für hohe Effizienz und minimalen Verschleiß für lange Lebensdauer, sind komplexe numerische Simulationsmethoden erforderlich.
Software as a Service – Zugang zu innovativen Simulationsmethoden für alle
Diese Simulationen sind aufwendig aufzusetzen und erfordern sowohl umfangreiches Wissen zur Erstellung der Modelle als auch die geeignete Software und viel Rechenleistung zur Durchführung der Berechnungen. Um einer breiten Nutzerbasis ein rasches Auslegungstool für neue Werkstoffe oder Oberflächen zur Verfügung zu stellen, hat AC²T zusammen mit CERBSim eine „Software as a Service“ Lösung entwickelt.
Der Nutzer benötigt keine tribologische oder Simulationsexpertise und nutzt das Berechnungstool über einen Webbrowser, unabhängig vom Endgerät. Das Rechenergebnis inklusive personalisierbarem Report steht innerhalb weniger Minuten zur Verfügung. Die Abrechnung erfolgt nach einem „costs-per-use“ System, d.h. je nach Modellkomplexität wird ein gewisser Betrag pro Simulation verrechnet.
Berechnungsmodelle für alle Ansprüche
Je nach Betriebsbedingungen stellen sich in Gleitlagern verschiedene Kontaktsituationen ein. Im hydrodynamischen Bereich kommt es zu einer vollständigen Separierung der Oberflächen, und die Gleiteigenschaften werden nur vom Schmierstoff bestimmt. Im elasto-hydrodynamischen Bereich werden trotz eines durchgehenden Schmierstofffilmes die Werkstoffe elastisch verformt. Im Bereich der Mischreibung kommt es teilweise zum Kontakt der Gleitoberflächen. Die Oberflächenstruktur und Werkstoffeigenschaften der Lagerwerkstoffe haben maßgeblichen Einfluss in all diesen Betriebszuständen, werden aber von herkömmlichen Auslegungen oftmals nicht berücksichtigt. Die Simulation verwendet als Basis die open source Finite-Elemente Software Netgen/NGSolve und nutzt tribologische Zusatzmodule. Der Nutzer kann Bauteilgeometrie, Traglast, 3D Oberflächenstrukturen, Betriebs-bedingungen sowie Schmierstoff- oder Werkstoffeigenschaften vorgeben und erhält Schmierspaltdicken, Spannungsverteilungen, Temperaturverteilung oder Verschleiß – im Report natürlich 3D dargestellt. Im Entwicklungsprozess kann das Gleitlager damit rascher und kostengünstiger optimiert werden, indem beispielsweise durch Vergleich verschiedener Oberflächenstrukturen oder Schmierstoff- und Werkstoffkombinationen die „Best-Performing“ Lösung rasch ermittelt werden kann.
Projektkoordination (Story)
Dipl.-Ing. Dr. Ulrike Cihak-Bayr
Projektleitung
AC2T research GmbH
