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시뮬레이션, 해석, 시험

최첨단 해석 및 시뮬레이션 프로그램

당사의 전문가들은 풍력 터빈 개발자, 제조업체, 운영자와 긴밀히 협력하고 있습니다. 최첨단 해석 및 시뮬레이션 프로그램은 풍력 용도에 쓰이는 베어링을 최적 설계합니다. 개별 구름 베어링과 그 부품 및 주변 구조물부터 전체 변속기 시스템에 이르기까지 전체 시스템을 고려하며, 당사에서 개발한 다물체 시뮬레이션 프로그램을 이용해 표시하고 최적화합니다.

힘과 토크를 현실적으로 시뮬레이션하기 때문에 Astraios는 2011년부터 가치 있는 결과를 제공해 왔습니다. Astraios는 베어링 솔루션을 새로 개발하는 데 사용되고 시뮬레이션 및 해석 모델을 최적화하는 데도 사용됩니다.

최첨단 해석 및 시뮬레이션 프로그램으로 최적 설계
최첨단 해석 및 시뮬레이션 프로그램으로 최적 설계
완전한 시스템부터 구름 접촉점까지
셰플러 해석 체인: 완전한 시스템부터 구름 접촉점까지

셰플러 해석 체인에는 특정 설계 요구사항에 완벽하게 맞춘 CAE 툴이 포함됩니다.

  • SIMPLA: 구름 베어링 전문 지식으로 시스템 시뮬레이션
  • BEARINX: 시스템에 대한 이해에 근거한 베어링 설계
  • CABA3D: 베어링 내부의 동역학적 시뮬레이션
  • TELOS: 접촉점에 초점을 둔 시뮬레이션

SIMPLA: 시스템 시뮬레이션

SIMPLA - 구름 베어링 전문 지식으로 시스템 시뮬레이션
SIMPLA - 구름 베어링 전문 지식으로 시스템 시뮬레이션

하이브리드 다물체 시뮬레이션(MBS)을 통해 전체 풍력 터빈의 동역학 거동이 표시됩니다.

이 모델을 사용하면 구동 트레인의 개별 부품과 전체 터빈 설계를 개발 단계 초기에 개선할 수 있습니다.

  • 비선형의 다차원 결합 베어링 모델을 통한 하이브리드 다물체 시뮬레이션(MBS)
  • MBS 모델은 기존의 BEARINX 모델에서 도출할 수 있습니다.

BEARINX: 최적 베어링 설계

BEARINX: 시스템에 대한 이해에 근거한 베어링 설계
BEARINX: 시스템에 대한 이해에 근거한 베어링 설계

BEARINX 소프트웨어를 통해 모든 베어링 종류, 복잡한 샤프트, 샤프트 시스템 및 완전한 드라이브 유니트 등을 모델링하고 해석할 수 있습니다.

특히 BEARINX는 다음의 요인을 고려합니다.

  • 베어링의 비선형 탄성 처짐 거동
  • 샤프트와 축의 처짐
  • 하우징 및 인접 부품의 처짐
  • 베어링의 운전 틈새 또는 예압
  • 롤러와 궤도 프로파일링 및 궤도 곡률비
  • 틸팅 및 윤곽가공된 전동체를 고려한 실제 접촉 압력
  • 윤활제 상태, 오염, 실제 접촉 압력이 피로 수명에 미치는 영향

CABA3D: 구름 베어링 시뮬레이션

  • 구름 베어링의 역학 관계 분석
  • 모든 자유도를 고려해 전동체와 링의 힘과 운동 패턴을 결정함
  • CABA3D는 전동체가 부하권에 들어오면 전동체의 마찰 에너지와 가속도 거동을 쉽게 해석할 수 있습니다.

TELOS: 구름 접촉점 시뮬레이션

TELOS - 접촉점에 초점을 둔 시뮬레이션
TELOS - 접촉점에 초점을 둔 시뮬레이션
  • 3D 구름 접촉점 시뮬레이션 프로그램
  • 일반적인 윤활 조건 하에서의 접촉
  • 준정적(Quasi-stationary) 및 일시적 하중 상태
  • 코팅된 베어링 부품과 코팅되지 않은 베어링 부품

FEM

FEM 해석
FEM 해석

훨씬 더 자세한 분석을 위해 FEM 해석을 사용하여 주변 구조물이 베어링에 미치는 영향 및 베어링이 주변 구조물에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.

풍력 터빈에 대한 신뢰성과 비용 효율성 증가
대형 베어링 시험 장비 ASTRAIOS
대형 베어링 시험 장비 ASTRAIOS

세계에서 가장 크고 강력한 최신 대형 베어링 시험 장비 중 하나인 이 장비는 종합 시뮬레이션 프로그램을 이용해 최대 3.5 m, 최대 15톤에 이르는 베어링을 현실적인 조건에서 시험할 수 있습니다. ASTRAIOS는 전체적인 시스템, 영향 요인, 풍력 터빈의 구동 트레인에 존재하는 상관관계 등에 대한 이해를 좀더 증진시킬 것입니다. 다시 말해, 셰플러는 풍력 터빈의 개발 시간 단축, 설계 프로세스의 신뢰성 향상 및 풍력 터빈의 비용 효율성과 안전성 향상에 크게 기여하고 있습니다.

이 시험 장비는 그리스 신화에 나오는 4명의 바람의 신을 낳은 아버지인 티탄의 이름을 따서 "Astraios"로 명명한 것입니다.

힘과 모멘트의 현실적인 시뮬레이션

풍력 터빈이 받는 바람의 상태는 변화무쌍합니다. 바람이 없는 날씨부터 폭풍에 이르기까지 ASTRAIOS는 풍력 터빈에서 발생하는 실질적인 하중과 모멘트를 시뮬레이션합니다.

  • 로터 베어링과 슬루잉 링의 경우
  • 모든 로터 베어링 서포트 개념을 시험할 수 있습니다.
  • 최대 6 MW 풍력 터빈의 경우

종합 분석

시험 베어링에 있는 300개 이상의 센서는 다양한 분석을 위해 평가되어야 할 정보를 제공합니다. 측정 및 제어 기술은 SARA(셰플러에서 개발한 R&D 자동화 시스템)에서 제공합니다. 당사의 전문가들은 데이터를 평가하고 시험 결과와 비교해 해석 모델을 개선합니다.

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