Simulationsumgebung für elastische Rotoren (ANEAS)

ANEAS ist ein Matlab-basiertes Simulationsprogramm, das am IMS für die rotordynamische Simulation von magnetgelagerten Systemen entwickelt wurde.

Mit ANEAS ist es möglich, sowohl das Verhalten des Systems mit aktiven Magnetlagern als auch einen Rotorabsturz zu simulieren. Bei den Absturzsimulationen können sowohl konventionelle Kugellager und Gleitlager als Fanglager zum Einsatz kommen als auch planetare Fanglager wie sie bei den Schwungmassenspeichern am IMS eingesetzt werden. Dabei können mit der Software sowohl Innenläufer- als auch Außenläufersysteme untersucht werden.

Orbit des Rotors in einem planetaren Fanglager

Die Simulation in ANEAS beruht auf einem flexiblen Stator- und Rotormodell, die entweder über die Magnetlagerkräfte oder die stark nichtlinearen Kontaktkräfte bei einem Fanglagerkontakt gekoppelt werden. Bei der Kopplung durch die Kontaktkraft werden neben direkten Kontaktsteifigkeit die Steifigkeit der Kugellager sowie speziell eingebrachten Feder-Dämpfer-Elementen berücksichtigt. Bei diesen Elementen kann es sich entweder um Elastomerringe oder Toleranzbleche handeln. Das nichtlineare Differentialgleichungssystem wird im Zeitbereich gelöst. Im Post Processing wird das Verhalten des Rotors in Diagrammen dargestellt als auch Kennwerte berechnet, mit denen die Schwere von verschiedenen Rotorabstürzen verglichen werden kann.

Im Rahmen des Projekts KoREV-SMS wurde die Software am Fanglagerprüfstand für ein Fanglagersystem mit sechs Fanglagereinheiten validiert. Aktuell wird ANEAS mit weiteren Versuchen im Rahmen des Projektes KoREV-SMS2 mit weiteren Fanglagerkonfigurationen validiert.