Schwingungsanalyse einer Hubkolbenpumpe mittels elastischer Mehrkörpersimulation

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Simulationsmethodik zur Abbildung und
Bewertung der dynamischen Systemantwort einer Axialkolbenpumpe entwickelt. Dazu
werden ein 0D/1D-Hydraulikmodell zur Analyse des Kolbendruckverlaufs sowie ein
Mehrkörpersimulationsmodell in Simpack zur Beschreibung der Struktur- und
Antriebsstrangdynamik aufgebaut und validiert. Die strukturmechanische Antwort kann
mit erhöhter Modellierungstiefe - unter Berücksichtigung flexibler Körper, Lagerungen
und elastischer Nachgiebigkeiten - präzise abgebildet werden; die größte Unsicherheit
verbleibt im Kolbendruckmodell. Als dominierende Einflussparameter werden die effektive
Fluidsteifigkeit sowie die Anschlussvolumina oberhalb der Druckniere identifiziert. Durch
geometriebasierte Steuerzeiten und eine synthetische Druckmodellierung mit Druckpulsationen wird die Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment in den
relevanten Pumpenordnungen verbessert.