Within this thesis, the dynamic simulation of ball bearing fault scenarios is realized and experimentally validated. A multi-body simulation model developed by Wagner within his dissertation i̧teWagner2019 is used and further developed. The advanced fault model can represent nearly arbitrary surface damages on the raceways of the bearing rings. Using the virtual point transformation, the contact forces due to a bearing fault are transformed to the axis centre. The postprocessed force signal can be used as an input of measured transfer functions. These transfer functions represents the surrounding machinery of the bearing. The resulting hybrid accelerations are validated by means of measured accelerations to damaged bearings. Doing so, two inner ring faults and one outer ring fault are experimentally validated within this thesis.
Im Rahmen dieser Arbeit wird die dynamische Simulation von Wälzlagerschadenszenarien erweitert und validiert. Das verwendete Mehrkörpersimulationsmodell wurde von Wagner im Rahmen seiner Dissertation am Lehrstuhl für Angewandte Mechanik entwickelt \ţeWagner2019. Mit der erweiterten Schadensmodellierung können beliebige Oberflächenschäden an den Laufbahnen des Innen- oder des Außenringes eines Wälzlagers dargestellt werden. Mit dieser Modellierung sind die Schäden frei auf den Laufbahnen platzierbar und komplexe Verläufe der Schadenstiefe möglich. Die Auswertung der Kraftimpulse aufgrund eines Wälzlagerschadens wird mit einer Virtuellen Punkt Transformation (VPT) realisiert. Mit dieser VPT werden die Kräfte an den Kontaktpunkten zwischen den Wälzkörpern und dem Außenring auf den Achsmittelpunkt transformiert. Das resultierende Kraftsignal kann in experimentell bestimmte Übertragungsfunktionen eingespeist werden. Dadurch wird das Übertragungsverhalten der umgebenden Struktur des Wälzlagers berücksichtigt und die hybriden Beschleunigungen aus der Mehrkörpersimulation eines Schadenszenarios können mit gemessenen Beschleunigungen verglichen werden. Mit diesem Vorgehen werden in dieser Arbeit zwei Innenringschäden und ein Außenringschaden simuliert und in das gemessene Übertragungsverhalten eines Wälzlagerschadenprüfstandes eingespeist. Die resultierenden hybriden Beschleunigungen an einer Sensorposition werden mit den gemessenen Beschleunigungssignalen bei Betrieb eines beschädigten Wälzlagers verglichen.
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Within this thesis, the dynamic simulation of ball bearing fault scenarios is realized and experimentally validated. A multi-body simulation model developed by Wagner within his dissertation i̧teWagner2019 is used and further developed. The advanced fault model can represent nearly arbitrary surface damages on the raceways of the bearing rings. Using the virtual point transformation, the contact forces due to a bearing fault are transformed to the axis centre. The postprocessed force signal can...
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