Der katastrophale Ausfall eines Schiffshebewerks vom Typ Drehschleuse hat ein klassisches Problem des Maschinenbaus auf den Tisch gebracht: die asymmetrische Torsionsermüdung. Die Welle des zentralen Ritzels gab nach Jahren ungleicher Lastzyklen nach und löste einen technischen Stillstand aus, der eine Überarbeitung der Simulationsmodelle erforderlich machte. Die forensische Analyse kombinierte Laserscandaten von Leica Cyclone mit Mehrkörpersimulationen in Simpack, um den genauen Bruchzeitpunkt zu rekonstruieren.
3D-Pipeline: Von der Punktwolke zum dynamischen Modell ⚙️
Der Prozess begann mit der Erfassung der tatsächlichen Geometrie des Mechanismus mittels Leica Cyclone, wodurch eine hochdichte Punktwolke gewonnen wurde. Diese Informationen wurden in Simpack importiert, um ein Modell mit flexiblen Elementen zu erstellen, das die Torsionslastbedingungen nachbildete. Die Ingenieure identifizierten eine Spannungskonzentration im Ausrundungsradius des Ritzels, die durch eine leichte Winkelabweichung der Welle verschlimmert wurde. Die Simulation zeigte, dass die asymmetrische Ermüdung auf ein Ungleichgewicht der Seitenkräfte während der Drehbewegung zurückzuführen war.
Als das Ritzel genug sagte (und niemand hatte es gefragt) 🔧
Der technische Bericht stellt fest, dass das Metall einfach müde wurde, sich zu drehen. Im wahrsten Sinne des Wortes. Nach Tausenden von Zyklen, die ungleiche Torsionen aushielten, beschloss der Stahl, einen dauerhaften Urlaub zu nehmen. Das Merkwürdige ist, dass die Vibrationssensoren nichts Ungewöhnliches erkannten, bis das metallische Geräusch die Lautstärke des Morgenkaffees übertraf. Jetzt muss das Ritzel neu konstruiert werden, obwohl es vielleicht am klügsten wäre, es zuerst zu fragen, ob es bereit ist, sich weiterzudrehen.