Bei der Berechnung des dynamischen Verhaltens von Schiffsantriebsanlagen werden oftmals die verschiedenen Schwingungsarten separat behandelt und analysiert. Dieses sind insbesondere Torsionsschwingungen, Biege- sowie Axialschwingungen der Wellenanlage sowie die Schwingungen der Antriebsanlage durch die elastische Lagerung. Die separate Betrachtung der einzelnen Schwingungsarten birgt jedoch die Gefahr in sich, dass wichtige Schwingungsphänomene, wie z.B. die Kopplung von Torsions- und Biegeschwingungen ausgehend von der elastischen Lagerung, nicht berücksichtigt werden. Die Folge kann eine Verschiebung von Eigenfrequenzen sowie das Auftreten zusätzlicher Eigenfrequenzen sein, was dann im Betrieb immer wieder zu Problemen führen kann. Dieser Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Kopplung von Torsions- und Biegeschwingungen auf das rechnerisch ermittelte Schwingungsverhalten einer Schiffsantriebsanlage. Untersucht wird die 27 Meter lange Antriebsanlage einer Luxussegelyacht. Er beschreibt detailliert die Modellierung und Validierung eines Anlagenmodells, welches gekoppelte Torsions- und Biegeschwingungen berücksichtigt. Die anschließende Einflussuntersuchung dieser Kopplung kommt zu folgenden Ergebnissen. Das Biegeschwingungsverhalten der betrachteten Schiffsantriebsanlage kann mit einem reinen Biegeschwingungsmodell erfolgen. Es muss nicht zwingend auf gekoppelte Weise untersucht werden. Bei der Analyse der Torsionsschwingungen zeigt sich die Wichtigkeit der gekoppelten Betrachtung von Torsions- und Biegeschwingungen der Schiffsantriebsanlage. Die gekoppelte Berechnung liefert nicht nur eine zusätzliche Eigenfrequenz. Sie führt auch zu einer mehr als zehnprozentigen Absenkung einer Eigenfrequenz gegenüber der reinen Torsionsschwingungsberechnung. Auch der Einfluss der Getriebelagersteifigkeit auf die Eigenfrequenzen wird nur bei Betrachtung der Kopplung zwischen Biege- und Torsionsfreiheitsgrad erfasst. Deshalb ist der Einsatz der ,gekoppelten' Berechnungsmethode bei der Untersuchung von Schiffsantriebsanlagen vorzuziehen.
Schwingungsverhalten einer elastisch gelagerten Schiffsantriebsanlage
2007
11 Seiten, 13 Bilder, 6 Tabellen, 10 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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