TY - CHAP A1 - Kieß, Benjamin A1 - Schulz, Carsten T1 - Digital Twin Based Predictive Maintenance T2 - NWC, NAFEMS World Congress 2021: 25-29 October, Online N2 - Maintenance strategies of drivetrains either focus on cases of failure or act preventively. The case of failure of a single element within a drivetrain can lead to the failure of the whole machinery or even an entire production line. A maintenance strategy, which focuses only on the case of failure, holds therefore economic risks. A preventive maintenance strategy can lead to replacements of intact components, because one strictly relies on fix maintenance intervals. The useful life of these replaced components is not fully utilized. A further development is the combination of one or two maintenance strategies mentioned above with condition monitoring (CM) in addition. CM monitors crucial components of the machinery. If CM indicates first signs of maloperation, unusual signals or amplitudes, one can initiate maintenance. The significance of a CM relies on the amount, placement and positioning of sensors. In reality, placement and positioning is restricted by design space and operation conditions. Current Research at HSA aims on the development of a predictive maintenance strategy, which combines CM with a realtime-capable digital twin. The latter bases on a multibody system and can be considered as a virtual CM. Within this, the CM provides boundary conditions and realtime validation for the digital twin. The virtual CM suffers no restrictions such as design space and operation conditions. It is able to predict the behavior of the drivetrain at any time, at any place, in any resolution. The data provided by the virtual CM can be used to reevaluate maximum utilization of components and therefore it can be used to set up a predictive maintenance strategy. To investigate the possibilities of this predicitve maintenance strategy further, a drivetrain test bench has been developed at HSA from scratch. The main component is a modular, three-stage gearbox which allows different setups of parameters in which e.g. center distance, bearing concepts and transmission ratio can be changed and modified. Several high fidelity sensors provide CM in realtime. The Paper will focus on the comparison of real and virtual signals and shows first results of validations in frequency domain. Y1 - 2021 UR - https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc21-201/ ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Kieß, Benjamin T1 - Validierung des Digitalen Zwillings eines Getriebes im Zeitbereich T2 - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium - DMK 2024, 14.-15. Mai 2024, Dresden Y1 - 2024 ER - TY - JOUR A1 - Schulz, Carsten A1 - Kieß, Benjamin A1 - Graneß, Henry T1 - Einfluss der Modellierungsstrategie des Zahnfußes auf den Drehwegfehler JF - Schwingungen 2023 : 4. VDI-Fachtagung : 27. und 28. November 2023, Würzburg N2 - Bei der Untersuchung und Optimierung der Getriebedynamik, im Sinne der Akustik und Lastverteilung, wird oftmals der Drehwegfehler als Bewertungskriterium herangezogen. Zahlreiche Forschungsvorhaben haben sich in diesem Zusammenhang intensiv mit dem Drehwegfehler als parametererregte Schwingungsanregung auseinandergesetzt, um diesen im Hinblick auf das Systemverhalten zu optimieren. Dabei bleibt der Zahnfußbereich, welcher außerhalb der Evolvente liegt, und dessen Einfluss auf den Drehwegfehler oftmals unberücksichtigt. Dieser Artikel untersucht daher den Einfluss des Zahnfußbereiches auf den statischen Drehwegfehler, indem relevante Größen wie das spezifische Kopfspiel und der Fußrundungsradius an einer typischen und real eingesetzten Stirnradverzahnung variiert werden. Ferner wird betrachtet, inwiefern der Drehwegfehler durch unterschiedliche Geometriedefinitionen (Fertigungssimulation, Zahngeometrie mit vereinfachter sowie stark vereinfachter Modellierung des Zahnfußbereichs) beeinflusst wird. Die Autoren nutzen hierfür zwei FE-Ansätze (adaptives und nicht-adaptives Netz) und bewerten diese hinsichtlich ihrer Gültigkeit, Modellgüte und Praktikabilität. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden hinsichtlich einer minimal erforderlichen Geometrie des Zahnfußbereiches interpretiert. Für den Praxistransfer wird einerseits der maximale Fehler bei Nichtberücksichtigung des gesamten Zahnfußbereichs beziffert. Andererseits wird eine Empfehlung zur Anpassung einer vereinfachten Geometrie, an eine Geometrie, ähnlich der aus einer Fertigungssimulation, gegeben. Weiterhin wird der Artikel diskutieren, ob man ein vereinfachtes Zahnmodell zur Berechnung der Getriebedynamik nutzen kann, wenn der Fertigungsprozess noch nicht definiert ist. KW - Verzahnungsanregung KW - Getriebedynamik KW - Drehwegfehler Y1 - 2023 SN - 978-3-18-102429-4 U6 - https://doi.org/10.51202/9783181024294-57 SN - 0083-5560 SP - 57 EP - 70 PB - VDI Verlag CY - Düsseldorf ER -