Dynamikgerechter Entwurf von Werkzeugmaschinen-Gestellstrukturen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1995
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| Schriftenreihe: | Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften <München>: IWB-Forschungsberichte
93 |
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Inhaltsverzeichnis
0 Tabelle der verwendeten Kurzzeichen und Indizes V
0 1 Kleine und große lateinische Buchstaben V
0 2 Kleine und große griechische Buchstaben VII
0 3 Indizes VIII
0 4 Mathematische Zeichen und Schreibweisen IX
0 5 Abkürzungen X
1 Einleitung 1
1 1 Problembeschreibung 1
1 2 Grundsätzliche Lösungsansätze 2
1 3 Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens in der
Entwicklungsphase 4
131 Analyse des Istzustandes 4
132 Beschreibung des Sollzustandes 6
1 4 Zielsetzung und Arbeitsschwerpunkte 8
2 Stand der Forschung 11
2 1 Schwingungserscheinungen an Werkzeugmaschinen 11
2 2 Auswirkung der konstruktiven Gestaltung auf das dynamische
Verhalten 13
2 3 Experimentelle Erfassung des dynamischen Verhaltens 14
2 4 Berechnung des dynamischen Verhaltens von Gestellstrukturen 16
2 5 Rechnergestützter Entwurf von Werkzeugmaschinen 20
3 CAD-gestützter Entwurf von Werkzeugmaschinen 23
3 1 Allgemeines 23
3 2 Phasen der Werkzeugmaschinenkonstruktion 23
3 3 CAD-Entwurfsmodelle für Werkzeugmaschinen 25
331 Komponenten von Werkzeugmaschinen 25
-I-
Inhaltsverzeichnis
332 Geometrische Beziehungen zwischen den Komponenten 27
333 Anforderungen an CAD-Entwurfsmodelle 29
3 4 Parametrisierter 3D-Entwurf 30
3 5 CAD-Modellbildung in der Entwurfsphase 33
351 Grundsätzliche Entwurfsprinzipien 33
352 Entwicklung einer Entwurfsmethodik 34
353 Dimensionierung und Modifikation der Komponenten 38
3 6 Zusammenfassung 40
4 FEM-Modellbildung 41
4 1 Einführung 41
411 Problemstellung 41
412 Grundprinzip und Arbeitsschritte der FEM-Modellbildung 41
413 Einflußgrößen auf die Effizienz von FEM-Modellen 44
4 2 Idealisierung von Werkzeugmaschinen 45
421 Idealisierung der einzelnen Maschinenkomponenten 45
422 Berücksichtigung der Gesamtstruktur 48
4 3 Elementerzeugung für die Gestellkomponenten 49
431 Aufgaben bei der Erzeugung von FEM-Flächenmodellen 49
432 Einsatz eines abbildenden Verfahrens 50
433 Freie Vemetzungsverfahren 51
434 Vergleich und Auswahl 53
4 4 Erzeugung von Feder- und Massenelementen 55
4 5 Parameterermittlung für Fügestellen 57
451 Verfahren zur Parameterermittlung 57
452 Berechnung der Steifigkeit von Schraubenverbindungen 60
453 Experimentelle Parameterbestimmung für
Lineareinheiten 63
-n-
4 6 Zusammenfassung 66
5 Berechnung des dynamischen Verhaltens 67
5 1 Allgemeines 67
5 2 Rechnerische Modalanalyse 69
521 Ermittlung modaler Parameter 69
522 Bestimmung von dynamischen Nachgiebigkeiten 71
523 Berücksichtigung des Dämpfungsverhaltens 73
5 3 Kinematische Reduktion von Maschinenschwingungen 75
531 Grundlagen der Raumkinematik 75
532 Bestimmung der Bewegungsparameter von
Referenzflächen 78
533 Verbesserung der Genauigkeit und Verringerung der
Fehlerempfindlichkeit 82
534 Programmsystem KINEMAT 85
5 4 Rechnerische Überprüfung von FEM-Modellen 86
541 Allgemeines 86
542 Untersuchung einer Teststruktur 86
543 Untersuchung einer Maschinenkomponente 89
5 5 Zusammenfassung 91
6 Beurteilung und Analyse des dynamischen Verhaltens 93
6 1 Einführung 93
6 2 Beurteilungskriterien 94
621 Schwingungserscheinungen an Werkzeugmaschinen 94
622 Bestimmung von Maximalverlagerungen bei
Fremderregung 95
623 Fremderregung durch Unwuchtkräfte 96
624 Fremderregung durch Zahneintrittsstöße 99
625 Beurteilung der Rattemeigung 101
Inhaltsverzeichnis
-m-
Inhaltsverzeichnis
6 3 Hilfsmittel zur Analyse des Schwingungsverhaltens 109
631 Allgemeines 109
632 Zerspanstellendiagramme 110
633 Verformungsdiagramme 111
634 Verformungskennlinien 112
635 Auf die Zerspanstelle bezogene Verformungskennlinien 118
6 4 Sensitivitätsanalyse 120
641 Allgemeines 120
642 Anwendung der Sensitivitätsanalyse auf das dynamische
Verhalten von Gestellstrukturen 122
6 5 Verbesserung des dynamischen Verhaltens von
Werkzeugmaschinen 126
7 Experimentelle Untersuchung des dynamischen Verhaltens 129
7 1 Zielsetzung, Problemstellung und Lösungsansatz 129
7 2 Beschreibung des Meßaufbaus und der Meßprogramme 130
7 3 Experimentelle Modalanalyse an der Zerspanstelle 132
7 4 Schwingungsformanalyse 136
7 5 Validierung eines FEM-Modells 138
8 Zusammenfassung und Ausblick 143
9 Literaturverzeichnis 147
-IV-
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