Modellbasiertes Monitoring von Rotorsystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heinz Ulbrich
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Mechanik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 170723150

Alle Produkte der modernen Industriegesellschaft besitzen eine begrenzte Lebensdauer. Sie resultiert aus dem Wunsch nach einer kostengünstigen Produktion und nach optimaler Effizienz. Möglich wird dieses durch die immer genauere Kenntnis der im Betrieb auftretenden typischen Belastungen, die eine zunehmend höhere Materialausnutzung erlaubt. Konzeptbedingt verringert sich damit der Abstand zur zulässigen Gesamtbeanspruchung, was zu zunehmender Unzuverlässigkeit des Produktes bei steigender Betriebsdauer führt. Um die Wartungs- und Stillstandskosten von Maschinen im Dauerbetrieb trotzdem deutlich zu senken sowie die Betriebssicherheit zu erhöhen, wird die „Wartung nach Bedarf“ (maintenance on condition/demand) eingesetzt. Hierbei wird eine Trendanalyse und Schadensvorhersage unter Verwendung von außen erreichbarer Informationen und deren jeweiliger Normbereiche getroffen. Um eine deutlich detailliertere Schadensvorhersage und exakte Identifikation des Schadens treffen zu können, soll im beantragten Projekt ein neues Konzept für modellbasiertes Monitoring erforscht und entwickelt werden. Mit Hilfe einer simulationsgestützten Betrachtung des Systems und einem Optimierungsalgorithmus soll der detaillierte Status des Systems mit einem etwaigen Verschleiß oder einem Schaden eindeutig ermittelt werden. Hierfür ist eine hinreichende Modellierung sowohl von Struktur- als auch von Schadensdynamik Voraussetzung. Die Modellbildung muss dazu auch nichtglatte Systeme mit transienten Phänomenen, insbesondere veränderliche Verschleißparameter, einschließen. Ein Identifikationsalgorithmus basierend auf einem Optimierungsalgorithmus soll zu diskreten Zeitpunkten während der Laufzeit der Maschine automatische Messungen vornehmen und durch Abgleich der Simulation die modellierten zeitvarianten Parameter ermitteln und falls ein unbekannter (nicht modellierter) Effekt auftritt, diesen als einen nicht berücksichtigten Schaden zu identifizierten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr.-Ing. Thomas Thümmel