Anwenderorientierte, dreidimensionale Berechnung des thermischen Haushalts nasslaufender Lamellenkupplungen
Forschungsthema
| Kurztitel | KUPSIM 3D |
| Projektbeginn | Q3/2025 |
| Förderung | FVA-Nr. 1082/I Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Kontakt | P. Strobl, M.Sc. |
Projektbeschreibung
Bei nasslaufenden Lamellenkupplungen können Schädigungs-, Funktions- und Reibungseinflüssen den thermischen Haushalt beeinflussen. Zur Identifikation der Einflussfaktoren auf das thermische Verhalten können modellbasierte Berechnungsansätze einen wertvollen Beitrag leisten. In experimentellen Untersuchungen gestaltet sich die direkte Bestimmung der Oberflächentemperatur im Reibkontakt einer nasslaufenden Lamellenkupplung aufgrund der komplexen Bedingungen und hohen Störanfälligkeit als herausfordernd. Aus diesem Grund wurde in Vorprojekten der zweidimensionale Methodenträger KUPSIM entwickelt, der eine numerische Nachbildung des thermischen Verhaltens einer nasslaufenden Lamellenkupplung in axialer und radialer Richtung ermöglicht.
Um insbesondere auch in Lastkollektiven eine detaillierte Temperaturverteilung innerhalb der Kupplung nachvollziehen zu können, müssen zusätzliche unsymmetrische Einflussgrößen, wie das Nutbild und die Ölverteilung, berücksichtigt werden. Zweidimensionale numerische Modelle reichen hierbei für eine realitätsnahe Abbildung nicht aus und eine Erweiterung auf eine dreidimensionale Berechnungsgrundlage ist erforderlich. Eine mögliche Lösung bieten hierfür etablierte Simulationssoftwares auf Basis von FEM- oder CFD-Ansätzen, die in Forschungszwecken bereits eingesetzt werden. Für den industriellen Einsatz stellen diese jedoch große Herausforderungen dar. Neben hohen Lizenzkosten erfordern sie ein umfassendes Expertenwissen sowohl in der Thermo-Fluiddynamik nasslaufender Lamellenkupplungen als auch in der Anwendung der numerischen Simulationssoftware. Abgesehen davon wirken sich die langen Berechnungszeiten negativ auf die Attraktivität der Nutzung aus.
Um diese komplexen Anforderungen zu umgehen und dennoch die Vorteile einer dreidimensionalen Berechnung zu nutzen, soll die bestehende zweidimensionale Version des thermischen Methodenträgers KUPSIM zu einer dreidimensionale Version KUPSIM 3D weiterentwickelt werden.