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Dieselmotoren vibrieren. Das belastet Bauteile von Schiffen enorm. Adaptronische Systeme können die Schwingungen wirksam reduzieren. Auf der Schifffahrtsmesse SMM zeigen Fraunhofer-Forscher ein Simulationswerkzeug, mit dessen Hilfe diese Systeme effizient entwickelt werden können: Die „Mechanical Simulation Toolbox“ ist ab sofort am Markt zu haben und einfach zu bedienen.
Langsam legt das große Containerschiff vom Kai ab. Im Innern des Schiffrumpfs wummern die Diesel-Zweitakt-Motoren. 60.000 Kilowatt Leistung bringen alles zum Schwingen: Die Anschlüsse am Motor, die Hochdruckleitungen für Treibstoff und Schmieröl, den Antriebsstrang, Treppen, Stufen, Boden und Decken aus Stahl – einfach alles. Die Schwingungen übertragen sich auf den gesamten Schiffkörper. „Ein massives Problem: Die Vibrationen stören nicht nur, sie schädigen auch wichtige Bauteile des Schiffs“, sagt Heiko Atzrodt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt.
Simulieren. Keine unnötigen Prototypen.
Adaptronische Systeme helfen, die Schwingungen zu reduzieren. Das LBF hat eine Simulationssoftware programmiert, mit deren Hilfe diese Systeme effizient entwickelt werden können. Die „Mechanical Simulation Toolbox“ stellten die Wissenschaftler auf der Schifffahrtsmesse SMM von 6. bis 9. September 2016 in Hamburg vor. „Erstmals ist eine Simulationssoftware für adaptronische Systeme verfügbar. Bisher existiert für derartige Systeme kein durchgängiger Entwicklungsprozess. Entsprechende Software gibt es bislang nur als Insellösungen“, berichtet Atzrodt.
Mit der Toolbox können Schiffbauer adaptronische Systeme Schritt für Schritt einfach am Rechner entwerfen. „Das spart Zeit und Kosten für teure Prototypen. Systeme können gleich von Anfang an optimal ausgelegt werden“, nennt Atzrodt als Vorteile. Das LBF implementiert die Software und ist Servicedienstleister. Die Toolbox ist im hessischen Forschungsförderprogramm „Loewe“ entstanden (Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz). Partner des LBF im Adaptronik-Projekt Loewe-Zentrum AdRIA (Adaptronik – Research, Innovation, Application) in Darmstadt sind die Technische Universität sowie die Hochschule Darmstadt. Die virtuelle Simulationsumgebung ist nicht auf die Schifffahrt beschränkt. „Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo Schwingungen entstehen – und sie ist ab sofort zu haben“, informiert Atzrodt.
