Simulation des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen mit Hilfe flexibler Mehrkörpermodelle:
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| Published: |
Aachen
Shaker
2005
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| Series: | Berichte aus der Produktionstechnik
2005,12 |
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| adam_text | SIMULATION DES DYNAMISCHEN VERHALTENS VON WERKZEUGMASCHINEN MIT HILFE
FLEXIBLER MEHRKOERPERMODELLE VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE
DISSERTATION VORGELEGT VON DIPL.-ING. MARCUS QUEINS AUS AACHEN
BERICHTER: UNIV.-PROF. DR.-ING. C. BRECHER UNIV.-PROF. DR.-ING. DR.-ING.
E.H. M. WECK TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 23. MAI 2005 D 82 (DISS. RWTH
AACHEN) INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 0 ZEICHEN, EINHEITEN UND
BENENNUNGEN IV 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DER TECHNIK 5 2.1 BERECHNUNG DES
STRUKTURMECHANISCHEN MASCHINENVERHALTENS 5 2.1.1 MODELLIERUNG VON
WERKZEUGMASCHINENSTRUKTUREN 5 2.1.1.1 GRUNDLAGEN DER MODELLBILDUNG BEI
DER FINITE-ELEMENTE-METHODE 6 2.1.1.2 ELEMENTTYPEN 8 2.1.1.3 LOESUNG DER
DGL ZUR BERECHNUNG DER EIGENFORMEN 9 2.1.2 EINSATZ VON
OPTIMIERUNGSVERFAHREN 11 2.2 SIMULATION DES DYNAMISCHEN VERHALTENS DER
VORSCHUBANTRIEBE 14 2.3 ALTERNATIVE VERFAHREN FUER DIE GEKOPPELTE
SIMULATION VON ANTRIEBS- UND STRUKTURDYNAMIK 15 2.4 MESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNG DES DYNAMISCHEN MASCHINENVERHALTENS 17 2.4.1
NACHGIEBIGKEITSUNTERSUCHUNGEN 17 2.4.2 EXPERIMENTELLE MODALANALYSE 19
2.4.2.1 MESSTECHNISCHE AUFBAUTEN FUER DIE EXPERIMENTELLE MODALANALYSE AN
WERKZEUGMASCHINEN 20 2.4.2.2 APPROXIMATION DER MASCHINENSTRUKTUR DURCH
EIN MESSPUNKTGITTER 21 2.4.2.3 AUSWERTUNG DER MESSDATEN 22 2.4.3
DYNAMISCHE BAHNABWEICHUNG 31 2.4.3.1 VERFAHRVERSUCHE 31 2.4.3.2 EINFLUSS
DER GESCHWINDIGKEITSVERSTAERKUNG K V AUF DIE BAHNABWEICHUNG 32 2.5
ABGLEICH MESSUNG - RECHNUNG 34 3 AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 37 4
MEHRKOERPERSIMULATION VON WERKZEUGMASCHINEN MIT STARREN KOERPERN 40 4.1
THEORIE STARRER MEHRKOERPERSYSTEME 40 4.1.1 NEWTON-RAPHSON-METHODE ZUR
LOESUNG DER POSITIONSGLEICHUNGEN 42 4.1.2 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER EINEN
EBENEN, STARREN KOERPER 43 4.2 MODELLBILDUNG BEI
WERKZEUGMASCHINENSTRUKTUREN 46 4.3 ERMITTLUNG VON STARTPARAMETERN FUER
DIE FUEGESTELLENELEMENTE 47 4.3.1 STEIFIGKEIT VON WAELZFIIHRUNGSSYSTEMEN
48 4.3.2 STEIFIGKEIT VON GLEITFUEHRUNGSSYSTEMEN 50 4.3.3 STEIFIGKEIT VON
WAELZLAGERN 53 4.3.3.1 ERSATZMODELL FUER DAS SPINDEL-LAGER-SYSTEM 54 II
INHALTSVERZEICHNIS 4.3.4 STEIFIGKEIT DER ANTRIEBSSYSTEME 55 4.3.4.1
KUGELGEWINDETRIEB 55 4.3.4.2 ELEKTRISCH VERSPANNTE
RITZEL-ZAHNSTANGENANTRIEBE 57 4.3.4.3 LINEARDIREKTANTRIEBE 59 4.3.5
STEIFIGKEIT DER AUFSTELLELEMENTE 62 4.3.6 DAEMPFUNG DER FUEGESTELLEN 64
4.3.6.1 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER DAEMPFUNG VON
WAELZFUEHRUNGSSYSTEMEN...65 4.4 ANALYSE DER SIMULATIONSERGEBNISSE 72 4.4.1
MASCHINENUNTERSUCHUNG AM VIRTUELLEN PROTOTYPEN 72 4.4.2 VERGLEICH MIT
MESSERGEBNISSEN 75 5 MEHRKOERPERSIMULATION VON WERKZEUGMASCHINEN MIT
FLEXIBLEN KOERPERN 77 5.1 THEORIE FLEXIBLER MEHRKOERPERSYSTEME 77 5.1.1
MODALE SUPERPOSITION 79 5.1.2 DIE CRAIG-BAMPTON METHODE 80 5.1.3
ORTHOGONALISIERUNG DER EIGENFORMEN 82 5.1.4 MODALE FLEXIBILITAET 84
5.1.4.1 KINEMATIK LOKALER KOORDINATENSYSTEME AUF FLEXIBLEN KOERPERN 84
5.1.4.2 AEUSSERE KRAEFTE AUF FLEXIBLE KOERPER 87 5.1.4.3 BEWEGUNGSGLEICHUNG
FLEXIBLER KOERPER 89 5.1.4.4 ENDGUELTIGE DIFFERENTIELLE BEWEGUNGSGLEICHUNG
EINES FLEXIBLEN KOERPERS 92 5.2 MODELLBILDUNG BEI
WERKZEUGMASCHINENSTRUKTUREN 93 5.3 ABGLEICH FLEXIBLE MKS -
FEM-BERECHNUNG 97 5.4 ABGLEICH MESSUNG - RECHNUNG 98 5.4.1
PARAMETEROPTIMIERUNG 101 6 GEKOPPELTE SIMULATION VON STRUKTURDYNAMIK UND
ANTRIEBSREGELKREISEN 106 6.1 THEORIE 106 6.2 MODELLBILDUNG BEI
WERKZEUGMASCHINENSTRUKTUREN 108 6.3 ABGLEICH MESSUNG - RECHNUNG 110 6.4
OPTIMIERUNG DER REGLERPARAMETER FUER DAS GESAMTSYSTEM 112 6.5 SIMULATION
DER DYNAMISCHEN BAHNABWEICHUNG 114 6.6 ABSCHAETZUNG DER WIRKSAMKEIT VON
VERBESSERUNGSMASSNAHMEN 117 6.6.1 STRUKTURMECHANISCHE MASSNAHMEN 118 6.6.2
AUSLEGUNG VON ZUSATZSYSTEMEN 120 7 ANWENDUNGSBEISPIELE 123 7.1
PORTALFRAESMASCHINE MIT LINEARDIREKTANTRIEBEN 123 7.2 BEARBEITUNGSZENTRUM
MIT HYBRIDKINEMATIK UND ELEKTROMECHANISCHEN ANTRIEBEN... 128
INHALTSVERZEICHNIS III 7.3 BEARBEITUNGSZENTRUM MIT HYBRIDKINEMATIK UND
LINEARDIREKTANTRIEBEN 132 7.4 ZAHNRADHONMASCHINE 138 8 ZUSAMMENFASSUNG
UND AUSBLICK 144 9 LITERATUR 149
|
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SIMULATION DES DYNAMISCHEN VERHALTENS VON WERKZEUGMASCHINEN MIT HILFE
FLEXIBLER MEHRKOERPERMODELLE VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
RHEINISCH-WESTFAELISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE AACHEN ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN GENEHMIGTE
DISSERTATION VORGELEGT VON DIPL.-ING. MARCUS QUEINS AUS AACHEN
BERICHTER: UNIV.-PROF. DR.-ING. C. BRECHER UNIV.-PROF. DR.-ING. DR.-ING.
E.H. M. WECK TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 23. MAI 2005 D 82 (DISS. RWTH
AACHEN) INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 0 ZEICHEN, EINHEITEN UND
BENENNUNGEN IV 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DER TECHNIK 5 2.1 BERECHNUNG DES
STRUKTURMECHANISCHEN MASCHINENVERHALTENS 5 2.1.1 MODELLIERUNG VON
WERKZEUGMASCHINENSTRUKTUREN 5 2.1.1.1 GRUNDLAGEN DER MODELLBILDUNG BEI
DER FINITE-ELEMENTE-METHODE 6 2.1.1.2 ELEMENTTYPEN 8 2.1.1.3 LOESUNG DER
DGL ZUR BERECHNUNG DER EIGENFORMEN 9 2.1.2 EINSATZ VON
OPTIMIERUNGSVERFAHREN 11 2.2 SIMULATION DES DYNAMISCHEN VERHALTENS DER
VORSCHUBANTRIEBE 14 2.3 ALTERNATIVE VERFAHREN FUER DIE GEKOPPELTE
SIMULATION VON ANTRIEBS- UND STRUKTURDYNAMIK 15 2.4 MESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNG DES DYNAMISCHEN MASCHINENVERHALTENS 17 2.4.1
NACHGIEBIGKEITSUNTERSUCHUNGEN 17 2.4.2 EXPERIMENTELLE MODALANALYSE 19
2.4.2.1 MESSTECHNISCHE AUFBAUTEN FUER DIE EXPERIMENTELLE MODALANALYSE AN
WERKZEUGMASCHINEN 20 2.4.2.2 APPROXIMATION DER MASCHINENSTRUKTUR DURCH
EIN MESSPUNKTGITTER 21 2.4.2.3 AUSWERTUNG DER MESSDATEN 22 2.4.3
DYNAMISCHE BAHNABWEICHUNG 31 2.4.3.1 VERFAHRVERSUCHE 31 2.4.3.2 EINFLUSS
DER GESCHWINDIGKEITSVERSTAERKUNG K V AUF DIE BAHNABWEICHUNG 32 2.5
ABGLEICH MESSUNG - RECHNUNG 34 3 AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 37 4
MEHRKOERPERSIMULATION VON WERKZEUGMASCHINEN MIT STARREN KOERPERN 40 4.1
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48 4.3.2 STEIFIGKEIT VON GLEITFUEHRUNGSSYSTEMEN 50 4.3.3 STEIFIGKEIT VON
WAELZLAGERN 53 4.3.3.1 ERSATZMODELL FUER DAS SPINDEL-LAGER-SYSTEM 54 II
INHALTSVERZEICHNIS 4.3.4 STEIFIGKEIT DER ANTRIEBSSYSTEME 55 4.3.4.1
KUGELGEWINDETRIEB 55 4.3.4.2 ELEKTRISCH VERSPANNTE
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