Institut für Mechanik

Die Auslegung mechanischer Systeme unter Wirkung dynamischer Lasten stellt einen zentralen und maßgebenden Punkt im Konstruktionsprozess komplexer Maschinen und Anlagen dar. Im Kontext zunehmender Lasten, dem weiterhin vorherrschenden Trend zum Leichtbau und der kontinuierlichen Optimierung rücken Untersuchungen mit hoher Abbildungsgüte des transienten Systemverhaltens zur Ausnutzung potentieller Reserven in den Fokus, wobei über die klassischen strukturdynamischen Eigenschaften hinaus Interaktionen zu anderen Feldproblemen berücksichtigt werden müssen.

Das Themengebiet der Fluid-Struktur Kopplung umfasst die Abbildung des Gesamtsystems (eine Modellierung als Mehrkörpersystem bietet sich bei allgemeiner transienter Belastung und räumlicher Bewegung an) unter Berücksichtigung der nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen der mechanischen Struktur und dem beeinflussenden Fluid. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Modellierung von hydrodynamischen Gleitlagern, deren Verhalten per se nichtlinear ist und die damit ursächlich für potentielle Instabilitäten sind. Damit einher geht die vorrangig numerische Analyse der beschreibenden Reynoldsschen Differentialgleichung sowie der Energiegleichung und deren rückwirkungsbehafteten Einflüsse auf die mechanische Struktur, welche sowohl starr als auch elastisch abgebildet werden kann.

Aufgrund der ganzheitlichen Beschreibung können nichtlineare Schwingungseffekte (wie z.B. Oil-Whirl, Oil-Whip) bzgl. ihrer Ursachen untersucht, in Amplitude und Frequenz vorhergesagt und Maßnahmen zur Reduktion entwickelt werden.