Berechnung der hydrodynamischen Zustände in Stevenrohr- und Wellenbocklagern und Auswirkungen der Ergebnisse auf das berechnete Biegeschwingungsverhalten der Welle
Nils Hagen, Fachhochschule Flensburg
Die Berechnung und Bewertung des lateralen Schwingungsverhaltens von Propellerwellenanlagen im Entwurfsprozess dient der Vermeidung von kritischen Lagerbelastungen und Ermüdungsschäden sowie der Verminderung der in den Schiffskörper eingebrachten Vibrationen. Eine wesentliche Schwierigkeit der Biegeschwingungsberechnung der Welle stellt die Modellierung langer, hydrodynamisch geschmierter Wellenbock- und Stevenrohrlager dar. Über die Verteilung des Kontaktdruckes in den Lagern besteht eine Kopplung zwischen dem elasto-mechanischen Verhalten der rotierenden Welle und dem hydrodynamisch erzeugten Schmierfilm in den Lagern. Die Master-Thesis behandelt daher verschiedene Verfahren zur Abbildung des nichtlinearen Verhaltens des Schmierfilms in Gleitlagern und untersucht deren Anwendbarkeit für eine Simulation der Biegeschwingung von Propellerwellen im Zeitbereich. Hierbei wird der Einsatz einer kommerziellen Software für die Simulation elastischer Mehrkörpersysteme erprobt.
Analysis of hydrodynamic stern tube bearings using flexible multibody simulation
Nils Hagen, Fachhochschule Flensburg
The lateral vibration of propeller shafts has to be considered as a possible cause of bearing failures and fatigue damages. Moreover, the excitation of structural vibration can be reduced by optimising the vibration behaviour of the shaft. Therefore, the analysis of lateral dynamics has become a state-of-the-art procedure within the design process of propulsion trains. Among numerous effects related to the bending vibration of the rotating shaft, the modelling of the stern tube bearings is of major importance. Due to the interaction of the shaft vibration and the hydrodynamic oil film a detailed calculation of the distribution of contact pressure is required. Within the scope of the Master Thesis different methods of modelling the effect of fluid film lubrication in slider bearings were presented. Furthermore, the applicability of these methods for a time domain simulation of the lateral shaft vibration was investigated. For this purpose a commercial flexible multibody dynamics software was tested.
